CURSO : BIOQUIMICA GENERAL PARA NUTRICION TRADUCCION : GENERAL BIOCHEMISTRY FOR NUTRITION SIGLA : QIM202N CRÉDITOS : 06 SCT-Chile / 10 UC MODULOS : 07 REQUISITOS : QIM 201A TIPO DE ASIGNATURA : CATEDRA / LABORATORIO CLASIFICACION : ESTANDAR DISCIPLINA : QUIMICA I. DESCRIPCION El curso esta dise?ado para desarrollar la comprension de los principios moleculares presentes en los diferentes procesos biologicos que se llevan a cabo en el ser humano. Para ello, es necesario reforzar los aspectos basicos mas importantes de quimica organica y termodinamica, asi como, la entrega de contenidos en profundidad y pertinentes al perfil de egreso como: metabolismo de macronutrientes, bioenergetica, catalisis enzimatica, rutas catabolicas y anabolicas que involucran carbohidratos, lipidos y proteinas y su impacto en el gasto energetico dependiendo de la condicion fisiologica y como estas se relacionan con disfunciones metabolicas y estructurales en el ser humano, son las que tienen directa relacion con la capacidad de integrar y aplicar las bases teoricas en el manejo practico de la nutricion y alimentacion en el humano, por parte del estudiante. II. OBJETIVOS Generales: - Cognitivos 1. Conocer y entender las bases teoricas y conceptuales de la organizacion molecular y su interrelacion en el ser humano. 2. Establecer las diferencias entre las rutas metabolicas y su relacion con la obtencion o consumo de energia en celulas humanas. 3. Analizar el sincronismo presente en el metabolismo celular entre los diferentes tejidos humanos. 4. Comprender los conceptos bioquimicos basicos y su relacion con disfunciones metabolicas y estructurales en el ser humano. - Procedimental 1. Aplicar conceptos fundamentales de la Bioquimica para resolver problemas Bioquimicos aplicados a la Nutricion. - Actitudinal 1. Valorar la Bioquimica y su aprendizaje, como un hecho significativo en su formacion profesional. 2. Comprender la importancia del uso de la bibliografia como herramienta de aprendizaje. 3. Abordar el estudio de la asignatura con espiritu critico. Especificos: 1. Describir y clasificar las principales biomoleculas en una celula animal. 2. Comparar y diferenciar los distintos compuestos organicos (carbohidratos, lipidos, proteinas y acidos nucleicos) en base a su composicion quimica y sus funciones. 3. Explicar la importancia de la organizacion de las biomoleculas en los diferentes tejidos humanos. 4. Distinguir entre reacciones endergonicas y exergonicas y explicar como se acoplan. 5. Describir la importancia de las proteinas en el metabolismo central destacando sus funciones dinamicas. 6. Determinar la relacion entre la estructura de una proteina y la actividad enzimatica. 7. Clasificar las rutas catabolicas y anabolicas en las celulas animales. 8. Relacionar las rutas catabolicas con la ganancia de energia. 9. Determinar la relacion de las rutas anabolicas con el gasto de energia. 10. Describir y explicar el efecto que tiene una determinada condicion fisiologica en las diferentes rutas catabolicas y anabolicas en el ser humano. 11. Determinar y explicar la relacion que existe entre una disfuncion metabolica y su efecto fisiologico. 12. Describir los procesos de almacenamiento y transmision de la informacion genetica en celulas eucariontes. III. CONTENIDOS 1. Introduccion. 1.1 Logica molecular de los organismos vivos. 1.2 Composicion de la materia viva. Biomoleculas y jerarquia molecular. 1.3 Macromoleculas biologicas y sus subunidades fundamentales. 1.4 Propiedades quimicas del Agua y Equilibrio acido-base. 1.5 Biomoleculas 1.5.1 La versatilidad de los enlaces de carbono, geometria de los enlaces de carbono y grupos funcionales. 1.5.2 Moleculas quirales y aquirales (estereoisomeros). 1.6 Vision general del metabolismo desde un punto de vista anabolico y catabolico. 2. Bioenergetica 2.1 Principios basicos de termodinamica. 2.2 Reacciones endergonicas y exergonicas. 2.3 ATP, compuestos ricos en energia. 2.4 Clasificacion de los compuestos biologicos fosforilados segun sus energias libres estandar de hidrolisis. 2.5 Estados de oxidacion del carbono en las celulas vivas. 2.6 Reacciones de Oxido-Reduccion, Cofactores Redox, Potenciales Redox, Calculos de energia libre estandar. 3. Proteinas 3.1 Aminoacidos (Clasificacion y propiedades). 3.2 Peptidos: El enlace peptidico. 3.3 Propiedades acido-base de aminoacidos, peptidos y proteinas 3.4 Estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria de las proteinas. 3.5 Relacion Estructura-Actividad. 3.6 Hemoglobina como modelo de efecto cooperativo. 4. Enzimologia 4.1 Naturaleza quimica de las enzimas. 4.1.1 Enzimas simples y conjugadas. 4.2 Concepto de sitio activo. Ejemplo de mecanismo para una enzima simple y una conjugada. 4.3 Cinetica enzimatica michaeliana: 4.3.1 Efecto de la concentracion de sustrato, temperatura, pH y concentracion de enzima. 4.3.2 Ecuacion de Michaellis-Menten, doble Reciproco o Lineweaver-Burk. 4.3.3 Inhibidores competitivos, acompetitivos y mixtos (no competitivo). 4.3.4 Mecanismo de accion enzimatica bi-sustrato: reacciones de desplazamiento simple y doble (ping-pong). 4.3.5 Regulacion enzimatica: Activacion proteolitica, enzimas alostericas o reguladas no covalentemente y enzimas reguladas covalentemente (fosforilacion). 5. Metabolismo de Carbohidratos 5.1 Sintesis, degradacion y regulacion del Glucogeno. 5.2 Glucolisis, gluconeogenesis, ciclo de Cori, via de las fosfato pentosas. 5.3 Destinos del Piruvato: Aerobico y anaerobico (fermentacion lactica y etanolica). 5.4 Complejo Piruvato Deshidrogenasa: Cofactores Estequiometricos y Cataliticos. 5.5 Ciclo del acido citrico (Krebs). 5.6 Cadena respiratoria. Mecanismo del transporte de protones y electrones. 5.7 Fosforilacion oxidativa: mecanismo, efecto de desacopladores e inhibidores. 5.8 Balance energetico. 6. Metabolismo de Lipidos 6.1 Estructura y propiedades de Acidos grasos, fosfolipidos y trigliceridos. 6.2 Acidos grasos esenciales (Omega-3 y Omega 6) 6.3 Transporte de lipidos dietarios y movilizacion desde el tejido adiposo (lipoproteinas, albumina). 6.4 Degradacion de acidos grasos. 6.4.1 Activacion. 6.4.2 Transporte a la mitocondria. 6.4.3 Beta-oxidacion de acidos grasos saturados e insaturados. 6.5 Formacion de cuerpos cetonicos. 6.6 Biosintesis de lipidos. 6.6.1 Requerimientos metabolicos (Hiperglicemia). 6.6.2 Biosintesis de Acidos Grasos (Acido Graso Sintasa). 6.6.3 Elongacion, Desaturacion (R. Endoplasmico). 6.6.4 Sintesis de colesterol (Etapas iniciales). 7. Metabolismo de Aminoacidos 7.1 Transporte de los grupos aminos al higado. 7.2 Sintesis de Carbamoil-fosfato. 7.3 Ciclo de la Urea. 7.4 Aminoacidos gluconeogenicos y cetogenicos. 8. Integracion Metabolica 8.1 Se?alizacion Hormonal y funcion metabolica de los tejidos de mamiferos. 8.2 Rutas metabolicas. 8.2.1 Regulacion de la sintesis y degradacion de Glicogeno. 8.2.2 Regulacion coordinada de Glucolisis-Gluconeogenesis. 8.2.3 Regulacion del Metabolismo de aminoacidos. 8.2.4 Regulacion del Metabolismo acidos grasos. 8.2.5 Rol del Higado en el metabolismo. 8.2.5.1 Higado Lipogenico. 8.2.5.2 Higado gluconeogenico. 8.2.5.3 Combustible metabolico en el higado durante el ayuno prolongado o diabetes mellitus no controlada. 8.3 Control del peso corporal (Leptina). 8.4 Fuente de energia para la contraccion muscular. 8.5 Combustibles que suministran ATP al cerebro. 9. Contenidos practicos. 9.1 Laboratorio 1: Propiedades Quimicas y Estructurales de Aminoacidos, Peptidos y Proteinas 9.2 Laboratorio 2: Caracterizacion de Fosfatasa Acida 9.3 Laboratorio 3: Reacciones de Transaminacion. IV. METODOLOGIA - Clases expositivas. - Ayudantias. - Ejercicios practicos. - Laboratorios. V. EVALUACION - Interrogaciones escritas. - Controles semanales. - Controles Pre-Laboratorio. - Informes de laboratorio. - Examen final. VI. BIBLIOGRAFIA Minima: Horton, H. R. Principios de Bioquimica. Mexico: Pearson Education, 2008. Mathews, C. K., K. E. van Holde y K. G. Ahern. Bioquimica. 3? Ed. Madrid: Addison Wesley, 2002. Nelson, D. L. y M. M. Cox. Lehninger Principios de Bioquimica. 5? Ed. Barcelona: Omega, 2009. ___. Lehninger Principles of Biochemistry. 5? Ed. New York: W.H. Freeman and Company, 2008. ___. Lehninger Principles of Biochemistry. 3? Ed. New York: W.H. Freeman and Company, 2005. Complementaria: Badui, S. Quimica de los alimentos. 4? Ed. Madrid: Pearson, Addison Wesley, 2010. Boatela, J., R. Codony y P. Lopez. Quimica y Bioquimica de los Alimentos II. Barcelona: Ed. Universitat de Barcelona, 2004. Buss, D., H. Tyler, S. Barber y H. Crawley. Manual de nutricion. Zaragoza: Ed. Acribia S.A., 1987. Carbajal, A. Manual de Nutricion y Dietetica. Madrid: Universidad Complutense de Madrid, 2013. https://www.ucm.es/nutricioncarbajal/manual-de-nutricion Diaz, L. Principios Basicos de Bioquimica de los Alimentos. La Serena: Ed. ULS, 2008. Recurso web: Power-Point de las clases, seccion Recursos. http://webcurso.uc.cl/portal/site/qim202-3-22-2014/page/ Publicaciones cientificas especializadas, Publicadas Pagina WEB del curso en ?Seccion Recursos?. http://webcurso.uc.cl/portal/site/qim202-3-22-2014/page/ PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE FACULTAD DE QUIMICA / Julio 2015