introducciÓn al estudio de la bioquimica
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE FORMOSA – FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD – CARRERA DE
LICENCIATURA EN ENFERMERÍA – CATEDRA DE BIOQUÍMICA - UD N° 1
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1º UNIDAD DIDÁCTICA:
INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA
BIOQUIMICA
Índice temático – Contenidos teóricos
1. Introducción
2. Objetivos
3. Esquema de trabajo
4. Contenidos
4.1 Bioquímica “poder para ver lo invisible a los ojos”
4.2 Elementos y compuestos constituyentes de los seres vivos
4.2.1 Elementos biógenos
4.2.2 Compuestos biógenos
4.3 Niveles de organización
4.4 Energía y sus transformaciones
4.4.1 En que se utiliza la energía
4.4.2 Los organismos que maquinas transformadoras de energía
4.5 La importancia de la Bioquímica en las Ciencias de la Salud
5. Video de la cátedra de repaso de los contenidos teóricos UD N° 1
6. Resumen
7. Bibliografía
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1. Introducción
Iniciaremos el estudio de la bioquímica con la idea de que es una ciencia que
estudia la materia, la energía y las transformaciones que se producen en los
seres vivos a nivel molecular. Entenderemos que las actividades que asociamos
con el estar vivo dependen de las combinaciones e intercambio entre materia y
energía. Por ello nuestro primer paso será estudiar la materia de la que están
hechos los seres vivos y luego comprender de donde proviene la energía que
mantiene la vida.
Examinaremos en primera instancia cuales son los bioelementos y las
biomoléculas constituyentes de la materia animada, las propiedades que las hacen
idóneas para desempeñar su función biológica y los niveles de organización en el
mundo de los seres vivos.
Luego nos preguntaremos ¿de dónde proviene la energía que mantiene la vida?
La respuesta podrá resultar sorprendente cuando descubramos cual es nuestra
fuente primaria de energía. Entenderemos que la energía no se crea ni se
destruye, solo se transforma; que la vida se basa en la transformación continua
de una forma de energía a otra y que los seres vivos son eficientes máquinas que
realizan este proceso, mucho mejores que las mejores construidas por el hombre.
Finalizaremos esta unidad resaltando el papel fundamental de la Bioquímica
en las Ciencias de la salud y la importancia de su estudio en la Enfermería.
2. Objetivos
Definir el campo de estudio de la Bioquímica
Examinar los principales elementos y
compuestos
constituyentes de los
organismos vivos y los
niveles de organización.
Advertir que los seres vivos utilizan y
transforman energía y
que la vida se basa en la transformación
continua de la energía de unas formas a otras.
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3. Esquema de trabajo y estudio (Completar los espacios en blanco de la red
conceptual luego de la lectura de la unidad)
En este esquema aparecen las ideas claves con la intención de que te sirvan de
ayuda para concentrarte sobre estos elementos cuando aparezcan en el texto. En
él aparece toda la organización de la Unidad Didáctica Nº 1, para que vayas, a
medida que progreses en la lectura, encajando los apartados correspondientes en
esta secuencia.
ACTIVIDAD 13: Completar los espacios en blanco y agregue conceptos
BIOQUIMICA
Estudia
MATERIA (seres vivos)
TRANSFORMACIONES
……………….
Compuesta por
Se o
rga
niz
a
Elementos…………… (1º, 2º y
oligoelementos)
………………. biógenos (orgánicos
e ……………………..)
Niveles de …………………
. (de
complejidad creciente; subatómiico, atómico, molecular, ………….,
tisular, etc.)
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4. Contenidos
BIOQUÍMICA
“poder para ver lo invisible a los ojos”
Hace pocos años el científico húngaro Albert Szent-Gyorgy afirmaba “in
biochemistry there is not difference between cabbages and King1” esta frase,
que en principio puede resultar sorprendente es fácilmente comprensible si
tenemos en cuenta que las primeras células surgidas en el océano hace 4000
millones de años fueron comunes para todas las formas de vida.
Desde entonces a través del proceso evolutivo, han aparecido una enorme
diversidad de células, algunas muy especializadas, pero en las que los procesos
que hacen posible la vida siguen siendo similares; por este motivo no hay una
diferencia substancial entre las células vegetales y animales lo que nos permite
comparar seres aparentemente tan dispares como una bacteria, un hongo, un
repollo y una persona.
La Bioquímica es una ciencia que se ocupa de que sustancias químicas están
constituidos los seres vivos, cuáles son sus propiedades y como y porque se
transforman; como obtienen la energía y como la utilizan, características que
como ya mencionamos, son muy parecidas en todos los seres vivos, puesto que
todos descendemos de un ancestro común (una bacteria según las últimas
investigaciones). Hay otras ciencias que estudian los seres vivos, como la
Fisiología, la Histología, la Microbiología etc. Pero la Bioquímica es la única que lo
hace a nivel molecular. Entonces podemos decir que:
Bioquímica es la ciencia que estudia
los seres vivos a nivel molecular
Es por ello que podemos decir sin temor a equivocarnos que la Bioquímica es
ciencia que estudia la composición química y las transformaciones que ocurren en
los seres vivos. Su área de estudio comprende el estudio de las moléculas
biológicas tan importantes como los ácidos nucleicos (en los que está codificada
la información para la transmisión de la herencia), proteínas, hidratos de
1 Desde un punto de vista bioquímico no hay diferencia entre repollos y reyes
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carbono y lípidos; y por supuesto las reacciones químicas que con ellos acontecen
y los intercambios de energía durante estos procesos. El estudio de la Bioquímica comprende dos grandes secciones: una se dedica al
estudio de los componentes de la materia que constituye los seres vivos y ha sido
llamada Bioquímica estática o estructural por su carácter principalmente
descriptivo, se describen las estructuras de las principales biomoléculas, el
objetivo es conocer, la estructura y función de glúcidos, lípidos y ácidos
nucleicos, las rutas del flujo de la información genética y la estructura proteica y
su función
La otra investiga las transformaciones que acontecen en los sistemas biológicos y
corresponde a lo que suele denominarse Bioquímica dinámica, se estudian las
principales rutas metabólicas de degradación y biosíntesis de biomoléculas, los
aspectos bioenergéticos, su regulación y la interrelación que existe entre ellas.
Ambas áreas han sido escenario de un asombroso desarrollo en este siglo.
ACTIVIDAD Nº 1: Para ejercitar lo aprendido:
Escribe en los espacios en blanco las palabras adecuadas
Los seres vivos: animales, vegetales,
bacterias, parásitos, virus etc. están
constituidos por moléculas muy
similares
Bioquímica estática – lípidos – Química - Biología - ciencia - moleculares – reacciones químicas – ácidos nucleicos
La bioquímica es una ciencia que estudia la química de
la vida; describe la estructura, la organización y las
funciones de la materia viva en términos moleculares.
Esta ciencia es una rama de la Química y de la
Biología. Puede dividirse en dos áreas principales: 1)
Bioquímica estructural que estudia los compuestos de
la materia viva; 2) Bioquímica dinámica que estudia la
totalidad de las reacciones químicas que se producen
en la materia viva. Algunos de los compuestos o
moléculas de la materia son: glúcidos, lípidos,
proteínas, ácidos nucleicos.
ACTIVIDAD Nº 2: Pensemos ¿Sería una opinión equivocada el hecho de que alguien pensara que la
Bioquímica es una rama de la Biología y no de la Química? ¿Por qué?
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ELEMENTOS Y SUSTANCIAS COMPONENTES DEL
ORGANISMO
Pero… … ¿Qué es la materia? ¿De qué está hecha la materia viva? ¿De qué estamos
material estamos hechos nosotros, las bacterias, las plantas, los virus
y los demás seres vivos?
La materia forma todo lo que existe en el universo, desde la tierra bajo
nuestros pies hasta las estrellas en el firmamento. La manera más aproximada de
definir materia es decir que es todo aquello que tiene masa, que ocupa un lugar en
el espacio y que es perceptible, o sea, que puede impresionar directa o
indirectamente nuestros sentidos. Todo el universo está constituido por materia.
Una porción limitada de materia constituye un cuerpo.
Muchas evidencias demuestran que la materia está constituida por
estructuras infinitamente más pequeñas, los átomos. En el átomo se puede
distinguir una parte central o núcleo, formada por dos tipos de partículas
subatómicas (neutrones y protones), y rodeada por una nube de otras partículas
subatómicas, los electrones, que se desplazan alrededor del núcleo.
La vida apareció en la Tierra muchos millones de años después de la formación
del planeta. Los elementos que habrían de servir de base para la constitución de
la materia viviente fueron seleccionados entre aquellos existentes en la corteza
y en la atmósfera terrestre.
Es evidente que no todos los elementos que forman parte de la materia
inanimada fueron utilizados para la estructuración de los seres vivos. Solo una
fracción de ellos. Los elementos químicos presentes en los seres vivos se los
denomina elementos biógenos. La composición en elementos de casi todos los
seres vivos es básicamente similar, aunque constan de diferencias como el caso
del yodo, que es imprescindible para los vertebrados pero no para otros animales.
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Elementos biógenos En animales superiores, se ha logrado evidenciar la presencia de unos veinte
elementos. De éstos, el oxígeno, el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno, (CHON)
por si solos forman alrededor del 96% del peso total del organismo.
Con excepción del Yodo (número atómico 53), los átomos constituyentes del
organismo humano y de casi la totalidad de los seres vivientes son miembros de
los primeros cuatro períodos de la Tabla Periódica y tienen números atómicos
inferiores a 31. De los cuatro elementos más abundantes, el oxígeno es el de
mayor número atómico.
¿Por qué cuando la vida se organizó y evolucionó a partir del polvo de
estrellas, fueron ellos tan importantes? Una clave es que los átomos de todos
estos elementos necesitan ganar electrones para completar sus niveles de
energía exteriores (regla del octeto), así que generalmente formaran enlaces
covalentes.
Al unirse entre sí generan moléculas muy estables y todos a excepción del
hidrógeno pueden formar enlaces con dos o más átomos, haciendo posible la
constitución de moléculas grandes y complejas esenciales para las estructuras y
funciones de los sistemas vivos.
Con un criterio cuantitativo, los elementos componentes del organismo pueden
clasificarse en:
primarios: son el oxígeno, el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno. A este grupo
suelen agregarse también el calcio y el fósforo. En conjunto, estos seis
elementos representan más del 96% del peso total corporal. El oxígeno y el
hidrógeno forman la molécula de agua, que es la sustancia más abundante del
C, H, O, N,
P, Ca
Na, K, Cl
S, Mg, Fe
Mo, Mn, Cu,
Zn, Co, I
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organismo. Los elementos carbono, oxígeno hidrógeno y fósforo participan en
la constitución de las moléculas orgánicas fundamentales de la materia viva. El
calcio se encuentra principalmente en el tejido óseo y al estado iónico
interviene en muchos procesos fisiológicos.
secundarios: participan en menor proporción en la constitución del organismo.
Forman sales iones o integran moléculas orgánicas. Son elementos secundarios
el potasio, el sodio, el cloro, el magnesio, el azufre y el hierro. El Na+ y el Cl-
son los principales iones extracelulares. El Mg++ es el factor indispensable en
un número de reacciones catalizadas por enzimas. El Fe es componente
esencial de sustancias muy importantes entre ellas la hemoglobina. El azufre
forma parte de moléculas orgánicas importantes y se lo encuentra en casi
todas las proteínas.
Oligoelementos: o elementos vestigiales, también denominados
microconstituyentes, se lo encuentra en cantidades pequeñísimas en relación
con la masa del organismo que integran. El yodo es constituyente de la
hormona tiroidea. Los demás Cu, Mn, Co, Zn y Mo, aún cuando se encuentran
sólo vestigios, son indispensables para el desarrollo normal de las funciones
vitales. Casi todos son factores necesarios para la actividad de catalizadores
biológicos (enzimas).
ACTIVIDAD Nº 3 - Repasemos lo que ya sabemos!!!! Completa el
siguiente cuadro:
Elementos biógenos
primarios
Elementos biógenos
secundarios Bioelementos
Sodio Mo
Potasio Mn
Cloro Cu
Magnesio Co
Hierro Zn
Azufre I
ACTIVIDAD N° 4: En la tabla periódica que se muestra a continuación
marcar en colores diferentes los tres grupos en los que se clasifican los
elementos biógenos. Indicar el color utilizado en el cuadro de referencias.
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ACTIVIDAD Nº 5: Investiga y escribe en los espacios en blanco las
palabras adecuadas
Una causa común de
anemia es una dieta
con poco hierro
Proteína - elemento biógeno secundario – oxígeno – eritrocitos – glóbulos rojos - alimentación.
El hierro, elemento biógeno secundario, es una parte clave
de la hemoglobina. La hemoglobina es una proteína que
transporta oxígeno en la sangre. El cuerpo normalmente
obtiene el hierro de la alimentación. La hemoglobina se
encuentra dentro de los globulos rojos , también llamados
eritrocitos.
¿Cuál es el elemento de mayor número atómico? ¿Y cuál el de menor?
REFERENCIAS ___ Elementos primarios
___ Elementos secundarios
___ Oligoelementos
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Compuestos constituyentes del organismo
Los elementos químicos que se han mencionado se encuentran en el organismo
formando diferentes compuestos de tipo inorgánico u orgánico. Estos compuestos
también reciben el nombre de biomoléculas.
Entre los compuestos inorgánicos, el agua es de extraordinaria importancia, no
solo por su cantidad, ya que constituye aproximadamente el 60% del peso
corporal de un adulto, sino también por las numerosas funciones que desempeña.
En segundo lugar, en términos cuantitativos, se encuentran los sólidos minerales
que participan en la formación de los tejidos duros como huesos y dientes. Los
compuestos inorgánicos que predominan en estos tejidos son fosfatos de calcio
insolubles. El resto de componentes inorgánicos, en su mayor parte, se encuentra
en solución en los líquidos corporales y citoplasma celular, formando iones de
importancia para el mantenimiento de funciones celulares.
En los compuestos orgánicos el carbono es el elemento constituyente obligado.
Representan la mayor parte de los sólidos del organismo. A este grupo de
sustancias pertenecen compuestos de gran jerarquía biológica a las cuales están
asignadas funciones muy importantes, como las proteínas y los ácidos nucleicos.
También los glúcidos y lípidos son sustancias de importancia a la par que
constituyen el material de reserva energética del organismo. Existen también
otras moléculas específicas, que no pertenecen a la categoría mencionadas y que
desempeñan funciones importantes como por ejemplo las vitaminas.
ACTIVIDAD Nº 6: Unir con flechas según corresponda
Hemoglobina
Insulina Fosfato de calcio
Biomoléculas inorgánicas o Glucosa Biomoléculas orgánicas
Colesterol
ADN y ARN
Vitaminas
Agua
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ACTIVIDAD Nº 7: Dado el siguiente esquema de la membrana celular
identifique y marque con un óvalo a los compuestos biógenos involucrados en su
constitución. Diga si se trata de compuestos orgánicos o inorgánicos. Complete
los recuadros en blanco.
Te invitamos a ver un video interesante sobre el tema desarrollado. Si tienes
conexión a internet puedes hacer clic en el siguiente link:
LA CELULA
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NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS
Uno de los principios fundamentales de la biología es que los seres vivos
obedecen a las leyes de la física y la química. Los organismos vivos como vimos
están constituidos por átomos y moléculas.
Los niveles de organización de los seres vivos corresponden a una clasificación
de la estructura de los seres vivientes. Este sistema de organización es común a
todos los seres vivos que habitan la tierra. Por lo tanto, su estudio es
fundamental para comprender cómo funciona la vida y cómo protegerla.
Los niveles de estructura de los seres vivos están organizados de lo más
simple a lo más complejo. En el primer nivel están las partículas subatómicas,
Líquido intracelular
Gran cantidad de ión:
Líquido extracelular gran cantidad de
iones: …………….
MEMBRANA CELULAR
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luego los átomos que son las unidades más elementales y que al agruparse
conforman unidades cada vez más grandes y más complejas, hasta componer la
biosfera.
En este orden se consideran los siguientes niveles de organización: partículas
subatómicas, átomos, moléculas, células, tejidos, órganos, sistemas de órganos,
organismos, poblaciones, comunidades, ecosistemas, biomas y biosfera.
Cualquiera sea la materia en la que pensemos esta estará formada por los
siguientes niveles:
Nivel subatómico:
Nivel atómico,
Nivel molecular,
Nivel celular,
Nivel tejido o tisular
Nivel órgano
Nivel aparato y sistema
Nivel individuo
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ACTIVIDAD Nº 8: Completa los espacios en blanco con el nivel que
corresponde según la figura
ACTIVIDAD Nº 9: Rellena el cuadro según corresponda
a. Une con flecha según corresponda
b. ¿Cuáles de los elementos corresponden a niveles de organización
exclusivos de los seres vivos? …………………………………………………………………..
Nivel de organización
(agregar los que faltan)
Gato Nivel subatómico Fosfato de calcio
Corazón Nivel atómico Carbono
Sistema digestivo Electrones
Prótones Hormiga
Eléctrones CO2
Agua Hidrogeno
Proteínas Hemoglobina
Lípidos Ácidos nucleicos
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TEORIA CELULAR Y NIVELES DE ORGANIZACIÓN
ESPERAMOS QUE LO DISFRUTES.
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ENERGIA Y SUS TRANSFORMACIONES
Desde la antigüedad el hombre intentó conocer las razones de los fenómenos
que se producían a su alrededor. Así en su búsqueda constante de conocimientos
descubrió que el Universo esta compuesto por materia y energía. El sol, fuente
de vida, nos provee la luz, el calor y la energía necesaria para nuestra
subsistencia.
Sin ninguna duda una propiedad importante que manifiesta la materia viva es
la que se refiere a la utilización de la energía. Los organismos vivos tienen la
capacidad de extraer y transformar la energía de su entorno a partir de
materias primas sencillas, y de emplearlas para construir y mantener sus propias
estructuras, puede realizar además otras formas de trabajo útil como el trabajo
de locomoción o de contracción. En cambio, la materia inanimada no posea esta
capacidad de emplear la energía externa para mantener su organización
estructural.
Como cualquier proceso natural, el fenómeno de la vida para mantenerse,
requiere una gran cantidad de energía; esto es obvio en el caso de algunos de los
procesos vitales como el movimiento, sin embargo, el gasto de energía no nos
parece tan claro cuando pensamos, por ejemplo, en la digestión o en el
pensamiento mismo.
Otro de los asuntos que no es claro, para la mayoría de las personas es de dónde
proviene la energía; cómo es que los alimentos la contienen y cómo la
aprovechamos; cómo es que en un principio viene del Sol y nosotros la
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aprovechamos, y aunque muchos sabemos que son las plantas las encargadas de
esto, en general se ignora que hay enormes cantidades de algas, muchas de ellas
microscópicas y bacterias que también pueden capturar la energía del Sol.
Luego existe el hecho de que los animales, incluyendo al hombre, pueden tomar
indirectamente la energía del sol al ingerir ciertas sustancias que las plantas han
acumulado, o a las plantas mismas.
En suma, toda función implica energía. El conocimiento de todos los procesos que
intervienen en las transformaciones de la energía en nuestro organismo, o en
general, en los organismos de los seres vivos, es uno de los capítulos más
apasionantes de la biología.
¿EN QUE SE UTILIZA LA ENERGÍA? Existe cierta confusión en cuanto a la energía, y tiene que ver
precisamente con los términos que se emplean para expresar
que en tal o cual proceso “interviene” la energía, se “utiliza” o
“se gasta”.
Es de gran importancia señalar que hay una ley (la cual
corresponde a una realidad) que establece que:
La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma
Todos los organismos utilizan buena parte de la energía de los materiales de que
alimentan en este proceso de transporte continuo y muy activo de sustancias de
unos lugares a otros y hacia dentro o hacia fuera de las células.
Las grandes funciones en que se realizan las principales transformaciones de
energía en los seres vivos, al menos desde el punto de vista de su cantidad son:
a) el movimiento
b) el transporte de nutrientes y
c) la síntesis de nuevas moléculas
Asimismo, es necesario insistir en que en toda transformación de energía hay una
parte de ella que necesariamente se convierte en calor.
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ACTIVIDAD Nº 10: Con lo aprendido resolvamos este acróstico:
a- Ella no se crea ni se destruye, solo se transforma
b- Elemento biógeno primario, cuyo símbolo es C
c- Símbolo químico de un elemento biógeno secundario
d- Es el nombre de un elemento biógeno secundario cuyo nombre se escribe con “zeta”
e- Compuesto biógeno orgánico presente en las membranas celulares
f- Ciencia que estudia los seres vivos a nivel molecular.
g- Nivel de organización de los seres vivos que comprende a las unidades más pequeñas
de la materia viva
h- Uno de los compuestos biógenos orgánico, presente en las membranas celulares
i- Principal catión intracelular .
j- Siglas de la molécula que contiene energía fácilmente utilizable, cuyo nombre
completo es adenosín trifosfato.
a- E
b- N
c- F
d- E
e- R
f- M
g- E
h- R
i- I
j- A
LOS ORGANISMOS COMO MÁQUINAS TRANSFORMADORES
DE ENERGÍA
Solamente las plantas y bacterias fotosintéticas son capaces de transformar la
energía radiante de la luz (energía lumínica) en energía química, pero de esto se
aprovecha el resto de los organismos vivos. Solo los organismos fotosintéticos
utilizan energía solar, el resto de los organismos la energía química.
Esta energía es transformada por la maquinaria celular en otras formas de
energía, energía para realizar trabajo, para el transporte de materiales al
interior de la célula, para la biosíntesis de los componentes celulares o para el
trabajo mecánico en la contracción o locomoción. Cualquiera que sea la
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transformación energética que tenga lugar en los seres vivos siempre hay una
cierta parte de energía química que se transforma en térmica (calor). La eficacia
con que las células convierten la energía química es extraordinaria y muy superior
a la de las maquinas fabricadas por el hombre.
La gran fuente de
energía de la que
dependemos todos los
seres vivos es el Sol,
desde la educación
primaria se nos dice
que hay un ciclo de
energía y de
materiales entre los
animales y las plantas,
y que está alimentado
por la energía del Sol.
Este concepto tan
simple es sin embargo
válido y cierto, solo
que hay que tomarlo
con un poco más de propiedad.
No es que la plantas “utilicen” la energía del Sol para fabricar ciertas moléculas
simples, la verdad es que las plantas toman una pequeña parte de la energía
luminosa que llega del Sol a la Tierra y la transforman en energía química, de
diferentes sustancias. Este proceso es conocido como fotosíntesis, el caso más
simple es el de la formación de glucosa, según la reacción:
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La energía que contienen seis moléculas de CO2 y seis moléculas de H2O es mucho
menor que la de una molécula de glucosa. Por consiguiente, en el proceso de la
fotosíntesis es necesario transformar una parte de la energía luminosa que viene
del Sol en la energía química que mantiene unidos los átomos en ese azúcar. Esto
sucede en un proceso bastante complicado, pero cuyos detalles se conocen en
buena parte, tanto en las plantas como en ciertas bacterias fotosintéticas
principalmente.
Esta situación convierte entonces a los vegetales en los organismos más
importantes e imprescindibles en el camino de la utilización de la energía del Sol,
como transformadores de la energía luminosa en energía de enlaces químicos,
fundamentalmente la glucosa. Además, las planteas también pueden elaborar a
partir de la glucosa otros azúcares, así como aceites, proteínas y asimismo
generar constantemente el oxígeno indispensable para la vida.
Es por ello que los vegetales verdes y las algas
fotosintéticas son organismos autótrofos ya pueden
sintetizar sustancias orgánicas complejas tales como
hidratos de carbono, grasas, ácidos nucleicos y proteínas,
a partir de sustancias inorgánicas muy simples, como agua,
dióxido de carbono, nitrógeno, compuestos fosforados y
otros. La energía para estas síntesis proviene del sol, como
ya lo hemos mencionado.
Una vez capturada o transformada la energía del Sol en la de los enlaces de la
glucosa y otras sustancias, son las mismas plantas las que la utilizan o bien los
animales los que la ingieren. En ellos el proceso es un tanto al contrario; ahora se
trata de convertir esa energía de los enlaces de las moléculas proveniente de la
luz del Sol, en otra que puedan aprovechar sus células y tejidos a fin de
funcionar.
Los animales multicelulares, son heterótrofos, dependen del alimento orgánico
formado por otros seres. Algunos de los nutrientes utilizados para formar nuevas
partes del propio organismo, mientras que otros son degradados a fin de proveer
energía necesaria para la realización de los trabajos mecánico, osmótico, químico
etc. que un organismo puede cumplir. En general, los nutrientes o alimentos de los
animales multicelulares incluyen glúcidos o hidratos de carbono, lípidos proteínas
y otros factores indispensables llamados vitaminas, además de agua y algunos
minerales.
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Lo que hacen los animales es transformar de nuevo la energía de los enlaces
químicos de la glucosa y otras sustancias, en una forma de energía directamente
aprovechable por los distintos sistemas. Para ello realizan, vista de manera
general la reacción inversa a la que realizaron las plantas durante la fotosíntesis:
Te invitamos a ver un video interesante sobre el tema desarrollado. Si tienes conexión a
internet puedes hacer clic en el siguiente link:
FOTOSÍNTESIS
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ACTIVIDAD Nº 11: Diga si son V o F de las siguientes afirmaciones:
1. Solamente las plantas y bacterias fotosintéticas son capaces de transformar la
energía radiante de la luz (energía lumínica) en energía química
2. La energía química acumulada durante la fotosíntesis puede ser transformada por la
maquinaria celular en otras formas de energía.
3. Cualquiera que sea la transformación energética que tenga lugar en los seres vivos
parte de energía química que se transforma en térmica (calor).
4. La energía que contienen seis moléculas de CO2 y seis moléculas de H2O es mucho
mayor que la de una molécula de glucosa, de allí el éxito de la fotosíntesis.
5. Los heterótrofos producen su propio alimento durante la fotosíntesis
6. Durante la fotosíntesis partiendo de la glucosa se obtiene dióxido de carbono y agua.
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Pero en el proceso, la energía contenida en los enlaces debe pasar a otra forma
que las células puedan utilizar.
Toda la energía utilizada por los seres vivos
proviene de la energía solar (lumínica) capturada
durante la fotosíntesis
Pero, de la misma manera que un motor de automóvil no puede funcionar si se le
da leña o carbón, una fibra muscular no se puede contraer si le agregamos
glucosa, aunque ésta contenga energía en los enlaces de sus átomos.
Las células deben convertir esa energía en otra directamente aprovechable por
la fibra muscular, y para eso utiliza una sustancia llamada ADP (adenosin
difosfato), que en su estructura contiene dos fosfatos. Esta molécula se puede
convertir en ATP (adenosin trifosfato), que entonces contiene 3 fosfatos, como
resultado de un complicado proceso (que describiremos más adelante) y que de
hecho supone que la energía de los enlaces de la glucosa se convierta
en energía de los enlaces del ATP.
ADP + Energía ATP Adenosin difosfato adenosin trifosfato
Entonces, si ahora agregamos ATP a una fibra muscular, esta se contrae, pero al
mismo tiempo rompe el enlace que se había formado y nos lleva de nuevo ADP y
un fosfato libre:
ATP ADP + Energía adenosin trifosfato Adenosin difosfato
Esta reacción que tiene lugar durante la contracción de las fibras musculares
ocurre en muchos otros procesos que requieren energía.
Nunca es directamente la de los enlaces de la glucosa la que se utiliza.
El combustible universal de
los seres vivos es el ATP (adenosín trifosfato)
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Lo que hasta aquí hemos desarrollado puede resumirse con el siguiente gráfico:
.... Finalmente, cerrando los ciclos de materiales y energía entre plantas y
animales ....
Los animales aprovechan las moléculas más o menos grandes y la energía
acumulada en ella y el oxígeno que las plantas producen y las plantas
aprovechan el CO2 y nitrógeno que producen los animales.
ACTIVIDAD Nº 12: completar los casilleros en blanco, según
corresponda
1. Las grandes funciones en
que se realizan las principales
transformaciones de energía en los
seres vivos, al menos desde el punto
de vista de su cantidad son:
2. La energía de un sistema no se
crea ni se destruye, solo se
3. toda la energía utilizada por los
seres vivos proviene de
4. El combustible universal de todos
los seres vivos es
Fotosíntesis
Respiración celular
UNIVERSIDAD NACIONAL DE FORMOSA – FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD – CARRERA DE
LICENCIATURA EN ENFERMERÍA – CATEDRA DE BIOQUÍMICA - UD N° 1
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LA IMPORTANCIA DE LA BIOQUÍMICA EN LAS CIENCIAS DE
LA SALUD Como se ha mencionado anteriormente la Bioquímica comprende la base
molecular de los procesos químicos que tienen lugar en los seres vivos, y en
especial en los seres humanos. El conocimiento de dichos procesos obliga no solo
a conocer la composición química del organismo sino las transformaciones que
tiene lugar en el mismo y los principios que los controlan.
El conocimiento de la Bioquímica es una base indispensable para el desarrollo
profesional y el cuidado de la salud que van a realizar los futuros Enfermeros,
puesto que cada vez con mayor frecuencia las enfermedades se formulan en
términos moleculares. Esto es así puesto que la Bioquímica constituye no solo la
vía para el entendimiento de los estados patológicos sino la base de aplicación de
una terapia eficaz, desde la modificación del ph de los fluidos biológicos (sangre
y orina) a las grandes enfermedades de origen hereditario (hemofilia, anemia
hemolíticas etc.), somáticas (diabetes y cáncer) de etiología exógena (infecciones
bacteriana, víricas, deficiencias vitamínicas) e incluso neurológicas
(esquizofrenia, enfermedades degenerativas).
La Bioquímica nos lleva a profundizar en los componentes de la vida, el
funcionamiento de la célula y sus respuestas ante un cambio en las condiciones
intra y extracelulares. Es un instrumento imprescindible para comprender el
funcionamiento del ser humano en situaciones de salud y enfermedad. Por ello no
es de extrañar que la Bioquímica constituya un pilar esencial para el desarrollo de
las Ciencias de la Salud donde está incluida la Enfermería.
5. Video de la Cátedra de Bioquímica – UD N° 1
Puedes ver el video de la Cátedra de
Bioquímica sobre los contenidos teóricos
UD N° 1.
Si tienes conexión a internet puedes
hacer clic en el siguiente link:
VIDEO DE LA UD N° 1 – CÁTEDRA DE BIOQUÍMICA
O bien, puedes visitar la plataforma MOODLE o el blog de la cátedra:
https://bioquimicaenfermeriafcs.blogspot.com/ Licenciatura en
Enfermería – Cátedra de BIOQUMICA
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6. Resumen Bioquímica es ciencia que estudia la materia a nivel molecular y
la energía implicada en las transformaciones que ocurren en los
seres vivos.
La materia de los seres vivos está constituida por átomos
llamados también bioelementos o elementos biógenos, los que con un criterio
cuantitativo, pueden clasificarse en primarios (C,H,O, N, P y Ca); secundarios (Cl,
Na, K, Mg, S, Fe) y oligoelementos (Mo, Mg, Zn, Cr, I y Co). Algunos átomos
forman iones (partículas con carga tal es el caso de los iones Na+, K+, Cl- etc.
mientras que otros se organizan en moléculas constituyendo los compuestos
biógenos. Constituyendo los organismos vivos encontramos compuestos biógenos
inorgánicos como los fosfatos de calcio que forman parte de los huesos y los
dientes y la molécula de agua, que es la más abundante de nuestro cuerpo.
También pertenecen a esta categoría los compuestos orgánicos entre los que
podemos mencionar moléculas tales como hidratos de carbono, proteínas, lípidos,
ácidos nucleicos entre otras.
Todos los organismos vivos tienen una necesidad básica: una fuente de
energía. Este es un principio de la biología. Los seres vivos utilizan y transforman
energía, que pueden obtener bien directamente de la luz solar (vegetales y
bacterias fotosintéticas, también denominados organismos autótrofos) o
indirectamente de las reacciones químicas (todos los seres vivos).
El proceso a partir del cual la energía solar o lumínica se transforma en
energía química se llama fotosíntesis, durante este complicado proceso moléculas
sencillas como el CO2 y el H2O se transforman en O2 y glucosa siendo esta última
una molécula utilizada por todos los seres vivos para almacenar energía.
Las células vivas tienen la capacidad de utilizar la energía de la molécula de
glucosa para fabricar ATP (adenosin trifosfato), esto significa que la energía
de los enlaces de la glucosa se convierta en energía de los enlaces del ATP,
siendo este último el combustible universal.
7. Bibliografía Blanco, A. y Blanco, G. (2013) 9na Ed. Química Biológica. Bs As Editorial El
Ateneo.
Curtis, H; Barnes, S.; Schnek, A y Massarini, A. (2008) 7ma Ed. Biología.
Buenos Aires. Editorial Médica Panamericana.
Teijón Rivera, J. y col (2006). Fundamentos de Bioquímica Estructural.
Editorial Tebar. Madrid.
Sagan, Carl (1980) Cosmos. Planeta México.
Campbell, M y Farrell, S. (2009). Bioquímica. Sexta Edición. Editorial Cengage
Learning. México