Unidad I ORGANIZACIÓN CELULAR Y CATÁLISIS
Tema 1 Organización Celular.
Tema 2 Aminoácidos y Proteínas.
Tema 3 Enzimas.
Tema 4 Biomembranas y transporte celular.
Unidad II METABOLISMO Tema 5 Cadena Respiratoria. Tema 6 Metabolismo de los Glúcidos. Tema 7 Ciclo de Krebs. Tema 8 Fotosíntesis. Tema 9 Metabolismo de Triglicéridos. Tema 10 Metabolismo de Compuestos Nitrogenados. Unidad III INFORMACIÓN GENÉTICA Tema 11 Nucleótidos y Polinucleótidos. Tema 12 Expresión Génica. Tema 13 Duplicación del DNA. Tema 14 Integración Metabólica.
ESTRUCTURA-FUNCIÓN DE LAS MACROMOLÉCULAS Y CINÉTICA ENZIMÁTICA
1. La unidad bioquímica de los diferentes organismos vivos; producción y consumo de
energía en el metabolismo; transferencia de información biológica
2. Biomoléculas: composición química; estructura tridimensional; interacciones
covalentes y no covalentes; las macromoléculas y sus unidades monoméricas
3. Interacciones débiles en el medio acuoso: puentes de hidrógeno, interacciones de Van der Wals, interacciones carga-carga
4. Interacciones entre macroiones en solución: solubilidad, fuerza iónica.
2) Aminoácidos y Péptidos.
1. Aminoácidos: Definición, composición elemental, estructura, isomería
2. Importancia Biológica. Aminoácidos que forman parte de las proteínas: clasificación
3. Propiedades ácido-base: los aminoácidos como anfolitos, curvas de titulación
4. Clasificación
5. Propiedades químicas: grupo amino, grupo carboxilo, cadenas laterales
6. Propiedades físicas: solubilidad, propiedades ópticas
7. Péptidos: definición, estructura e importancia biológica
8. Enlace peptídico
9. Estructura y propiedades.
3) Proteínas.
1. Introducción: importancia biológica, funciones
2. Composición
3. Propiedades físico-químicas: solubilidad, tamaño molecular, carga eléctrica; Métodos de estudio.
4. Proteínas fibrosas y globulares
5. Estructura de las proteínas: estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria:
definición y características principales, enlaces e interacciones involucradas
6. Dinámica de las proteínas: relación estructura-función; ensamblado; degradación
7. Desnaturalización.
4) Enzimas.
1. Introducción. Definición: velocidad, catálisis, especificidad y regulación
2. Terminología y nomenclatura: sustratos, cofactores, coenzimas y grupos prostéticos;
nomenclatura.
3. Mecanismos de la catálisis enzimática
4. Mecanismos generales de reacciones enzimáticas, formación del complejo enzimasustrato.
5. Concepto de sitio activo
6. Especificidad de acción y de sustrato
7. Factores que contribuyen a la eficacia de la catálisis
8. Efectos sobre la energía de activación en las reacciones catalizadas.
5) Cinética química y enzimática
1. Catálisis química: velocidades iniciales, efectos de la concentración, orden de reacción
2. Reacciones reversibles y equilibrios
3. Efecto de la temperatura, catálisis
4. Catálisis enzimática
5. Actividad (unidades, actividad específica y molecular)
6. Efecto de la concentración de enzima
7. Efecto de la concentración de sustrato
8. Modelos: modelo de Michaelis y Menten; modelo de Briggs y Haldane
9. Parámetros cinéticos:VM, KM, y KS
10. Obtención de parámetros cinéticos por métodos gráficos
11. Efectos del pH y la temperatura. Inhibición: inhibidores reversibles (competitivos y no competitivos) e irreversibles
12. Regulación de la actividad enzimática: modificaciones reversibles e irreversibles;
regulación alostérica
6) Carbohidratos.
1. Definición e importancia biológica. Clasificación
2. Monosacáridos: definición, estructura, estereoisomería
3. Actividad óptica, estructura cíclica, mutarrotación
4. Propiedades. Derivados importantes de los monosacáridos
5. Oligosacáridos: definición, clasificación, estructura y propiedades
6. Disacáridos de importancia biológica
7. Polisacáridos: definición, clasificación, estructura y propiedades
8. Polisacáridos de reserva: estructura del almidón y del glucógeno
9. Polisacáridos estructurales: celulosa, glucosaminoglicanos, quitina, polisacáridos de
las paredes bacterianas
10. Glucoproteínas y glucolípidos.
7) Lípidos.
1. Definición e importancia biológica
2. Lípidos de almacenamiento: ácidos grasos, triacilglicéridos, ceras
3. Acidos grasos saturados e insaturados
4. Propiedades: punto de fusión
5. Lípidos estructurales de las membranas: glicerofosfolípidos; esfingolípidos
6. Lípidos con actividades específicas: esteroles, prostaglandinas, eicosanoides;
leucotrienos; vitaminas liposolubles, quinonas.
7. Membranas biológicas: estructura y composición.
8) Nucleótidos y ácidos nucleicos.
1. Definición
2. Importancia biológica
3. Composición: bases púricas y pirimídicas, nomenclatura y propiedades
4. Nucleótidos libre s como sillares de los ácidos nucleicos
5. Ácidos desoxiribonucleicos: estructura y, propiedades, localización y funciones
6. Formas A, B y Z
7. Desnaturalización; curvas de desnaturalización térmica
8. Ácidos ribonucleicos: composición estructura y propiedades; tipos principales;
localización y funciones.
BIOENERGÉTICA Y METABOLISMO
1) Bioenergética. Reacciones redox y oxidaciones biológicas.
1. Introducción
2. Los seres vivos como sistemas abiertos
3. Nociones sobre termodinámica química
4. Primer principio; equivalencia entre calor, energía y trabajo
5. Unidades
6. Segundo principio
7. Energía libre y entropía
8. Reacciones endergónicas y exergónicas
9. Concepto de potencial químico
10. Reversibilidad de las reacciones químicas
13. Concepto de intermediario común
14. Compuestos de alta energía y potencial de transferencia de grupos fosfato
15. Biosíntesis de ATP y de otros compuestos ricos en energía
16. Reacciones de óxido reducción: número de oxidación
17. Balance de las ecuaciones redox.
18. Pares redox conjugados
19. Celdas voltaicas. Potencial redox standard
20. Efecto de la concentración sobre el potencial redox estándar
22. Oxidaciones biológicas: El oxígeno como aceptor de electrones
23. Derivados reducidos del oxígeno: radicales libres, peróxido de hidrógeno, agua
24. Coenzimas de transporte de electrones
25. Fosforilación oxidativa y fosforilación a nivel de sustrato. Intercambios de protones
durante el transporte electrónico.
26. Energía del transporte electrónico
27. Bioluminiscencia y quimioluminiscencia.
2) Generalidades del metabolismo
1. Características de la célula procariota y eucariota
2. Célula fotosintética
3. Membranas celulares
4. Compartimentación celular
5. Concepto de metabolismo intermediario
6. Producción y utilización de energía
7. Sistemas multienzimáticos
8. Niveles de regulación.
3) Catabolismo.
1. Generalidades
2. Glucólisis
3. Sistemas aeróbicos y anaeróbicos
4. Fermentaciones
5. Enzimas clave en la regulación de la glucólisis
6. Entrada de otros azúcares a la vía glucolítica
7. Glucogenolisis
8. Ruta de las pentosas
9. Fase oxidativa
10. Fase no oxidativa
11. Degradación de los triacilglicéridos
12. Lipasas
13. Destino del glicerol. -oxidación
14. Balance energético
15. Regulación
16. Catabolismo de los aminoácidos: destino del esqueleto carbonado y del grupo amino
17. Transaminación y desaminación.
4) Degradación aeróbica del piruvato y ciclo de Krebs.
1. Complejo de la piruvato deshidrogenasa
2. Control
3. Ciclo del ácido cítrico
4. Localización
5. Balance global
6. Regulación
7. Ruta anfibólica
8. Reacciones anapleróticas
9. Ciclo del glioxilato.
5) Transporte electrónico y fosforilación oxidativa.
1. Cadena respiratoria: localización y componentes
2. Entrada de los diferentes sustratos de la cadena
3. Fosforilación oxidativa
4. Teorías sobre la fosforilación oxidativa
5. Relación P/O
6. Balance energético
7. Lanzaderas del glicerolfosfato y aspartato-malato.
6) Anabolismo.
1. Gluconeogénesis
2. Reacciones irreversibles
3. Regulación recíproca con la glucólisis
4. Biosíntesis del glucógeno
5. Biosíntesis de ácidos grasos
6. Biosíntesis de triacilglicéridos
7. Biosíntesis de cuerpos cetónicos
8. Generalidades de fosfolípidos
9. Generalidades de esfingolípidos
10. Generalidades de esteroides
11. Anabolismo de los compuestos nitrogenados
12. Ciclo del N
13. Fijación simbiótica del N
14. Biogénesis del N orgánico
15. Mecanismo general de incorporación del N en la síntesis de aminoácidos
16. Interconexiones del metabolismo de los aminoácidos con las otras rutas metabólicas.
17. Aminoácidos glucogénicos, glucocetogénicos y cetogénicos
18. Generalidades de la síntesis de aminoácidos no esenciales
19. Generalidades del metabolismo de purinas y pirimidinas
21. Formas de eliminación del N proteico en diferentes especies: animales ureotélicos,
amoniotélicos y uricotélicos
22. Ciclo de la urea
23. Requerimiento energético.
7) Fotosíntesis.
1. Ultraestructura del cloroplasto
2. La membrana como soporte de la fase luminosa de la fotosíntesis
3. Luz y excitación de pigmentos
4. Antena y centros de reacción
5. Fotólisis del agua
6. Fotosistemas
7. Gradiente protónico: fosforilación acíclica y cíclica
8. Herbicidas como inhibidores o desacopladores del transporte electrónico
9. Fijación de CO2 por plantas C3: ciclo de Calvin-Benson, propiedades de la RubisCO,
fotorrespiración, formación de glucosa, regeneración del aceptor: Fijación de CO2 por
plantas C4: ciclo de Hatch-Slack, localización, PEP carboxilasa, ventajas de la
estrategia
10. Fijación de CO2 por plantas CAM: características del proceso
11. Regulación de enzimas por luz: sistema LEM y Ferredoxina-tiorredoxinaoxidoreductasa.
8) Regulación del metabolismo.
1. Niveles de regulación
2. Regulación enzimática
3. Regulación alostérica
4. Regulación por modificación covalente
5. Regulación de la síntesis de enzimas: inducción y represión
6. Papel de los compartimientos
7. Papel de las membranas
8. Regulación hormonal del metabolismo.
9) Integración del metabolismo.
1. Fases principales en la producción de energía
2. Interrelaciones entre vías degradativas y biosintéticas
3. Metabolitos comunes como encrucijadas metabólicas
4. Destinos de la acetil CoA. Utilización de coenzimas de oxido-reducción en las vías
degradativas y biosintéticas. Papel del NADPH
5. Interrelaciones entre el metabolismo de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos
nucleicos
6. Perfil metabólico de los principales órganos
7. Respuestas al estrés metabólico: ayuno y diabetes.
1) Biosíntesis de los ácidos nucleicos.
1. Concepto de gen genoma
2. Expresión de los genes
3. Replicación del material genético
4. Características
5. Mecanismos de la replicación en bacterias
6. Acción de las helicasas
7. Iniciación
8. Elongación
9. Fragmentos de Okasaki
10. Terminación
11. Mecanismos de replicación en eucariotas
12. DNA polimerasas, nuclear y mitocondrial. Iniciación
13. Principales diferencias con la replicación en procariotas.
2) Trascripción del mensaje genético.
1. El ADN como molde RNA polimerasa DNA dependientes bacterianas y eucariotas
2. Etapas de la transcripción
3. Procesamiento y modificaciones postranscripcionales del ARN
4. Intrones y exones. Proceso de empalme (splicing)
5. Poliadenilación del ARNm en la extremidad 3′ y formación del cap en el 5′.
3) Código genético.
1. Experimentos de elucidación del código
2. Características. Degeneración del código genético
3. Señales de iniciación y terminación
4. Universalidad del código.
4) Biosíntesis de las proteínas.
1. Formación de los aminoacil t-ARN sintetasas
2. Etapas de la traducción: iniciación, elongación y terminación
3. Polirribosomas Regulación
4. Modificaciones postraduccionales
5) Mecanismos de regulación de la expresión génica.
1. Niveles de regulación
2. Regulación de la transcripción en bacterias
3. Función de los promotores
4. Regulación de la terminación: Factor Rho
5. Modelo del operón lactosa en E. coli. Inducción represión catabólica
6. Control positivo y negativo
7. Regulación postranscripcional
8. Regulación de la transcripción en eucariotas.
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