Desarrollo de la asignatura en unidades didácticas

1 - INTRODUCCIÓN
1.1.- Naturaleza de la Bioquímica. Su importancia en las Ciencias Veterinarias. Principales fuentes bibliográficas, obras de consulta y referencias. Concepto de método científico.

2 - COMPOSICIÓN DE LOS MATERIALES BIOLÓGICOS
2.1.- Glúcidos, definición, clasificación e importancia biológica. Estructura lineal y nomenclatura de los monosacáridos de interés biológico. Isomería óptica, carbono asimétrico, configuraciones D-L, actividad óptica. Estructura cíclica de los monosacáridos, fórmulas de proyección de Haworth. Anómeros a  y   b. Mutarrotación. Derivados de monosacáridos: desoxiazúcares, aminoazúcares, azúcares ácidos, ésteres fosfóricos, alcoholes. Disacáridos, unión glicosídica: maltosa, celobiosa, lactosa, sacarosa. Polisacáridos: homopolisacáridos de reserva: almidón, glucógeno, homopolisacáridos estructurales: celulosa y quitina. Heteropolisacáridos: ácido hialurónico, condroitín sulfatos y heparina. Reacciones de caracterización: Fehling, Lugol. Determinación cuali-cuantitativa de glucosa en sangre y orina.
2.2.- Lípidos, definición y clasificación. Ácidos grasos: estructura, nomenclatura y clasificación: saturados, no saturados, isomería geométrica. Ácidos grasos esenciales. Lípidos de almacenamiento: Acil glicéridos: propiedades físicas :grasas y aceites. Propiedades químicas. Ceras. Lípidos estructurales de  membrana: glicerofosfolípidos, esfingolípidos: esfingomielinas, cerebrósidos y gangliósidos. Esteroles: colesterol, ácidos biliares, hormonas esteroides, vitamina D. Terpenos: isopreno, carotenos, vitaminas A,K y E. Eicosanoides: estructura y nomenclatura: prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos. Separación y análisis de lípidos: métodos de extracción (Folch), separación de lípidos según su polaridad: cromatografía en capa fina.
2.3.- Proteínas: definición y funciones biológicas. Concepto de ácidos y bases. Ionización del agua. Concepto de pH y sistemas amortiguadores ó buffers del organismo animal. Aminoácidos: definición, estructura, clasificación según la polaridad de la cadena y estereoisomería. Propiedades ácido básicas, punto isoeléctrico. Unión peptídica: péptidos y proteínas. Niveles de organización estructural: estructura primaria, relación con la información genética. Estructura secundaria: a-hélice, conformación b. Enlaces puente de hidrógeno. Estructura terciaria y cuaternaria. Tipos de enlace que las estabilizan : fuerzas electrostáticas, enlaces hidrofóbicos, puentes de hidrógeno, puentes disulfuro. Desnaturalización. Agentes desnaturalizantes. Clasificación: proteínas simples y conjugadas. Grupos prostéticos. Hemoproteinas: mioglobina y hemoglobina. Citocromos. Proteínas plasmáticas. Función. Determinación de proteínas en suero. (Biuret). Separación de proteínas séricas por electroforesis.
2.4.- Nucleótidos y ácidos nucleicos. Estructura de bases púricas y pirimídicas. Nucleósidos y nucleótidos. Nucleótidos libres: como portadores de energía química (ATP), como componentes de coenzimas (HSCoA, NAD+, FAD+), como segundos mensajeros (AMPc, GMPc). Polinucleótidos, unión fosfodiéster, ácidos nucleicos: desoxirribonuleico (ADN) y ribonucleico (ARN): importancia biológica, localización celular. Estructura del ADN: modelo de Watson y Crick, doble hélice , apareamiento de bases, desnaturalización, efecto hipercrómico, renaturalización. Superenrollamiento del ADN, nucleoproteínas, cromatina, histonas, nucleosomas. Estructura  de los diferentes tipos de ARN: mensajero, ribosómico y de transferencia.

3 - CATÁLISIS Y ENERGÉTICA CELULAR
3.1.- Enzimas, definición, importancia biológica, especificidad. Naturaleza química. Sitio activo. Holoenzima. Coenzimas y Cofactores. Clasificación de enzimas según el tipo de reacción que catalizan. Localización intra y extracelular de las enzimas: ejemplos. Mecanismo de acción. Velocidad de reacción, equilibrio químico, energía de activación. Factores que afectan la actividad enzimática: pH, temperatura, concentración de sustrato. Cinética enzimática: ecuación de Michaelis Menten, significado de Vmax y Km. Inhibición reversible e irreversible. Inhibición competitiva y no competitiva. Enzimas alostéricas: comportamiento cinético, moduladores homotrópicos y heterotrópicos. Retroinhibición. Otros mecanismos de regulación enzimática: Modificación covalente: fosforilación. Isoenzimas.Zimógenos.
3.2.- Bioenergética y metabolismo. Ciclo del carbono en la biosfera. Organismos autótrofos y heterótrofos. Ciclo del nitrógeno. Rutas metabólicas: catabolismo y anabolismo. Esquema general de las fases del metabolismo. Principios de Bioenergética. Leyes de la Termodinámica. Energía libre, su relación con la constante de equilibrio de las reacciones químicas. Variación de energía libre estándar de hidrólisis del ATP. Producción y utilización de fosfatos de alta energía. Compuestos con enlace fosfato de alto contenido energético: fosfoenolpiruvato, 1-3 difosfoglicerato, fosfocreatina. Compuestos con enlace fosfato de bajo contenido energético. Rutas de transferencia de fosfatos. Reacciones biológicas de óxido reducción. Deshidrogenasas y oxidasas. Transportadores electrónicos: NAD+, NADP+, FAD+, FMN, CoQ, citocromos. Cadena respiratoria. Secuencia de transportadores según sus potenciales de oxidorreducción estándar. Complejos enzimáticos y sus componentes. Inhibidores de la cadena respiratoria. Fosforilación oxidativa, teoría quimiosmótica. Regulación de la fosforilación oxidativa. Agentes desacoplantes. tejido adiposo marrón.

4 - PRINCIPALES VÍAS METABÓLICAS
4.1.- Metabolismo de glúcidos. Digestión de glúcidos en animales monogástricos. Amilasa salival y pancreática. Disacaridasas intestinales: maltasa, lactasa, sacarasa. Absorción de monosacáridos. Mecanismos de transporte: transporte activo, cotransporte con Na+ y bomba Na+ K+ ATPasa. Difusión facilitada. Transporte pasivo. Digestión de glúcidos en animales rumiantes. Características anatomo fisiológicas del aparato digestivo de los rumiantes. Procesos fermentativos bacterianos de la celulosa. Ácidos grasos volátiles, destino de los mismos. Gluconeogénesis del propionato. Destino de los glúcidos de la dieta. El hígado como regulador de la glucemia. Vías metabólicas de la glucosa. Glucólisis, fases. Secuencia de reacciones. Etapas irreversibles. Ingresos de otros monosacáridos. Regulación. Destino del piruvato. Reducción del NADH citosólico: lanzadera del glicerol-3-fosfato y del malato - aspartato. Estequiometría y balance energético de la glucólisis. Efecto Pasteur. Gluconeogénesis: etapas. estequiometría y balance energético. Sustratos principales : lactato, Piruvato, Aminoácidos, Glicerol, Acido Propiónico en rumiantes. Regulación y control hormonal. Metabolismo del Glucógeno. Reservas de glucógeno, papel funcional. Vía de degradación del Glucógeno: Glucogenólisis. Etapas. Vía de síntesis del glucógeno: Glucogenogénesis. Secuencia de reacciones. Regulación hormonal del metabolismo del glucógeno en el músculo y en el hígado. Efectos de insulina, glucagón y adrenalina. Ciclo de Cori. Vía de la pentosa fosfato. Secuencia de reacciones. Fase oxidativa. Fase no Oxidativa. Importancia de esta vía en el eritrocito.
4.2.- Metabolismo de los lípidos. Digestión y absorción de los lípidos de la dieta en animales monogástricos. Emulsificación y digestión en el intestino, sales biliares y enzimas pancreáticas: lipasa pancreática, fosfolipasa A2, colesterol estearasa. Absorción intestinal. Metabolismo y transporte de los lípidos en el enterocito, reesterificación. Formación de quilomicrones. Metabolismo de las lipoproteínas VLDL, IDL, LDL y HDL. Apoproteínas características. Lipoprotein lipasa. Lipasa hepática. Lecitina-colesterol acil tranferasa. Metabolismo de las grasas en el rumen. Procesos de hidrólisis mediados por lipasas bacterianas. Hidrogenación de los ácidos grasos insaturados. Características de la grasa corporal de los rumiantes. Origen de la grasa de la leche. Metabolismo de tejido adiposo. Lipólisis, control hormonal. Oxidación de los ácidos grasos. Reacciones de la beta oxidación. Rendimiento energético. Oxidación de los ácidos grasos insaturados. Metabolismo de cuerpos cetónicos. Cetogénesis. Utilización de cuerpos cetónicos por tejidos extrahepáticos. Regulación de la oxidación de ácidos grasos y de la cetogénesis. Cetosis. Biosíntesis de ácidos grasos insaturados y su regulación. Formación de malonil-CoA. Complejo de la ácido graso sintetasa. Lanzadera del citrato. Secuencia de reacciones. Regulación de la biosíntesis de ácidos grasos. Modificación de la cadena de los ácidos grasos. Elongación de la cadena: sistema en el retículo endoplasmático. Sistema mitocondrial. Desaturación y otras modificaciones de la cadena de los ácidos grasos. Biosíntesis de triacilgliceroles. Regulación Hormonal. Metabolismo de fosfoacilglicéridos y esfingolípidos. Degradación de fosfoglicéridos. Reacciones enzimáticas del catabolismo de fosfoacilglicéridos. Fosfolipasa. Biosíntesis de fosfoacilglicéridos en los tejidos animales. Metabolismo y papel funcional de los eicasonaoides. Precursores de los eicosanoides. Biosíntesis de eicosanoides, metabolismo del ácido araquidónico. Mecanismos de acción de los eicosanoides y sus implicancias clínicas. Metabolismo del colesterol. Biosíntesis del colesterol. Etapa regulatoria. Formación de mevalonato. Principales destinos del colesterol. Formación de ésteres del colesterol . Ácidos biliares. Circulación enterohepática y excreción del colesterol. Hormonas esteroideas.
4.3.- Metabolismo de proteínas. Digestión de proteínas en animales monogástricos. Proteasas del aparato digestivo. Zimógenos. Enzimas de la secreción gástrica, pancreática y entérica. Absorción de aminoácidos. Metabolismo del Nitrógeno en los animales rumiantes. Proteasas bacterianas. Metabolismo de aminoácidos en las bacterias ruminales: fermentación de aminoácidos y biosíntesis de aminoácidos esenciales. Destino del Nitrógeno. Circulación rumino- hepático- salival de la urea. Utilización de Nitrógeno no proteico. Vías centrales del metabolismo de aminoácidos. Balance nitrogenado. Valor biológico de las proteínas. Aminoácidos esenciales. Reacciones generales del catabolismo de los aminoácidos. Destino del grupo amino. Reacciones de transaminación, desaminación oxidativa. Formación de glutamina. Formas de excreción de Nitrógeno. Ciclo  de la urea. Etapas. Compartimentación. Conexión con el Ciclo de Krebs. Balance energético. Regulación. Destino de la cadena carbonada de los aminoácidos. Entrada de aminoácidos al ciclo de Krebs. Aminoácidos glucogénicos y cetogénicos. Decarboxilación de aminoácidos. Síntesis de aminas de interés biológico.

5 - REACCIONES TERMINALES DEL CATABOLISMO ENERGÉTICO
5.1.- Ciclo de Krebs. Localización celular. Naturaleza anfibólica del ciclo. Conexión de la glucólisis con el ciclo de Krebs: descarboxilación oxidativa del piruvato a acetil CoA. Complejo Piruvato deshidrogenasa. Regulación. Otras fuentes de acetil CoA. Secuencia de reacciones del ciclo de Krebs. Reacción general. Regulación. Rendimiento energético. Reacciones anapleróticas.

6 - ALMACENAMIENTO, TRANSMISIÓN Y EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA
6.1.- DNA, papel genético. Genes y cromosomas. Tamaño y estructura de las moléculas del DNA. Características principales del DNA vírico, bacteriano y eucariótico. Superenrollamiento del DNA. Cromatina. Nucleosomas. DNA mitocondrial. Genes estructurales. Intrones y exones. Genes reguladores. Metabolismo del DNA: Replicación. Fases de la replicación: inicio, elongación, terminación. Enzimas y factores proteicos involucrados: topoisomerasas, helicasas, proteínas fijadoras del DNA, primasa. DNA polimerasa de procariotes. Replicación en células eucarióticas. Reparación del DNA. Mutaciones. Tipos. Agentes mutagénicos. Metabolismo del RNA: distintos tipos de RNA,  función de cada uno de ellos. Síntesis de RNA dependiente de DNA. Transcripción. Etapas. Factores de iniciación. Promotores. RNA polimerasas de eucariotas y procariotas. Secuencia de terminación. Regulación de la transcripción. Inducción y represión. Operón lactosa y triptofano. Inhibidores de transcripción: actinomicina D, rifampicina, a-amanitina. Maduración de los distintos tipos de RNA. Modificaciones post transcripcionales. Síntesis de DNA dependiente de RNA: transcriptasa inversa.
6.2.- Biosíntesis de proteínas. Traducción. Código genético. Características. Hipótesis del balanceo. Activación de los aminoácidos. Aminoacil -RNAt sintetasas. Estructura de los ribosomas. Polisomas. Subunidades mayor y menor. Etapas: I) Iniciación. Factores de iniciación, aminoácido iniciador en procariotas y eucariotas. Ribosoma funcional. Sitios P y A. II) Elongación. Factores de elongación, peptidil transferasa, translocasa. III) Terminación de la cadena peptídica. Codones mudos. Factores de liberación. Costo energético de la traducción. IV) Plegamiento y maduración. Modificaciones postraducción: eliminación de aminoácido iniciador y secuencia señal, formación de puentes disulfuro, modificaciones covalentes, adición de grupos prostéticos. Inhibidores de la síntesis proteica: puromicina, cicloheximida, cloranfenicol, estreptomicina, tetraciclinas, eritromicina.

7 - INTEGRACIÓN Y REGULACIÓN HORMONAL DEL METABOLISMO
Hormonas: Comunicación entre células y tejidos. Propiedades generales. Sistema adaptativo y sistema homeostático. Clasificación de las hormonas por su naturaleza química: derivados de aminoácidos, de ácidos grasos, esteroides, péptidos y proteínas. Mecanismos de acción hormonal: Receptores de membrana. Proteínas G. Producción de segundos mensajeros: adenil ciclasa y AMPc. Mecanismo de cascada. Otros segundos mensajeros: GMPc, inositol trifosfato, diacilglicerol, Ca++. Protein quinasas. Receptor de insulina. Receptores intracelulares. Modificación de la expresión genética.  Jerarquización del sistema endócrino: Hipotálamo, hipófisis, glándulas suprarrenales, tiroides, paratiroides, gónadas. Tejidos asociados con función hormonal: riñón, páncreas y placenta. Control homeostático de la glucemia. Insulina. Glucagón. Adrenalina. Homeostasis del calcio. Paratohormona. Calcitonina. Vitamina D3.

8 - INTEGRACIÓN DEL METABOLISMO DE LOS MAMÍFEROS
Especialización metabólica de los tejidos: distribución de funciones. El hígado como procesador y distribuidor de nutrientes: glúcidos, lípidos y proteínas. El tejido adiposo como sitio de almacenamiento y suministro de ácidos grasos. Utilización de  ATP en el músculo para el trabajo mecánico. Interrelaciones metabólicas de los tejidos: hígado, músculo, cerebro y tejido adiposo. Adaptación a diferentes estados metabólicos. Estados postabsortivo, ayuno y ejercicio. Encrucijadas metabólicas. Ciclo de Krebs como integrador del metabolismo. Interconverción de los principales nutrientes: glúcidos, lípidos y proteínas. Regulación del metabolismo. Modificación de la actividad enzimática: efectores alostéricos, modificación covalente, modificación del número de moléculas de enzima. Ejemplos de regulación metabólica. Integración del metabolismo en animales rumiantes. Regulación de la expresión genética.

9 - VITAMINAS
Clasificación: vitaminas hidrosolubles y liposolubles. Papel funcional. Vitaminas liposolubles: A, D, E y K. Estructura. Vitámeros. Precursores. Absorción, transporte, metabolismo y modo de acción. función Estructura y función de las vitaminas hidrosolubles: complejo vitamínico B. Síntesis bacteriana, importancia en animales rumiantes y en algunos herbívoros no rumiantes.  Vitamina B1. Tiamina. Forma activa, función en el complejo piruvato deshidrogenasa, carencia. Vitamina B2. Riboflavina como constituyente de FAD y FMN. Vitamina B3: Ácido pantoténico. Participación en la constitución de coenzima A y PTA. Vitamina B5: Acido nicotínico. Constitución del NAD+ y NADP+. Vitamina B6, fosfato de piridoxal como coenzima en las reacciones de transaminación. Vitamina B7: Biotina. Reacciones de carboxilación. Vitamina B12: Cobalamina. Isomerización del L-metil malonil CoA en succinil CoA. Importancia en rumiantes. Papel del factor intrínseco en su absorción. Carencia. Ácido fólico. Metabolismo de restos monocarbonados. Tetrahidrofolato. Deficiencia. Vitamina C. Estructura del ácido ascórbico. Síntesis a partir de glucosa. Función: transmetilación y formación de colágeno. Inmunoestimulación. Vitamina C como agente antioxidante. Fuentes naturales.