Llicenciatura en Biologia (3361)

Bioquímica (12298) 

Identificació de l'assignatura

L’assignatura Bioquímica és una matèria troncal del currículum de la llicenciatura en Biologia (perfil Biologia Humana). S'impartirà al segon trimestre del segon curs i constarà de 12 crèdits: 6 de teòrics i 6 de pràctics.

Coordinació i professorat

Els professors de l’assignatura són Miguel Beato (coordinador), Elena Hidalgo i Francesc Posas. En les pràctiques, seminaris i problemes d’aquesta assignatura també hi intervindran Eulàlia de Nadal, J. Ayte i A. Rodriguez.

Objectius

El projecte docent de l’assignatura Bioquímica pretén:

1. Que l'estudiant entengui el concepte de processos complexos necessaris per a la supervivència cel·lular.

2. Facilitar a l’estudiant la informació bàsica per poder fer una integració global del metabolisme cel·lular.

3. Afavorir la comprensió de diferents estats fisiològics i la seva relació amb la informació obtinguda en altres assignatures.

4. Possibilitar la interpretació de resultats provinents d’anàlisis bioquímiques i de tècniques de biologia molecular bàsiques, així com la millora de les seves habilitats manuals en el treball de laboratori.  

Avaluació dels aprenentatges

L’avaluació final de l’assignatura es comptabilitzarà de la següent manera (sobre un total de 10 punts): contingut teòric, 7 punts, i contingut pràctic, 3 punts.

Per a l’avaluació del contingut teòric es tindran en compte les respostes de l'estudiant a les proves següents:

a) una prova d’elecció múltiple 70%

b) preguntes curtes 30%

Per a l’avaluació del contingut pràctic es tindran en compte les respostes al següent:

a) Una prova de problemes i preguntes breus 60%

b) Les respostes al guió de pràctiques 40%

TEMARI TEÒRIC

Part 1. Transmissió molecular de la informació genètica

Tema 1.

Els àcids nucleics. El DNA i la seva estructura (repàs). Biosíntesi del DNA. Replicació.

Tema 2.

Reestructuració de la informació: reparació, recombinació, reordenació i amplificació.

Tema 3.

RNA i transcripció. Síntesi de RNA missatger i modificacions posttranscripcionals.

Tema 4.

Regulació de l’expressió gènica en procariotes. Inducció i repressió gènica.

Tema 5.

Regulació de l’expressió gènica en eucariotes. Factors de transcripció en eucariotes. Control de la transcripció.

Tema 6.

Traducció: El codi genètic. Relació entre la seqüència de bases del gen i la d’aminoàcids del polipèptid. El RNA de transferència com a adaptador de la síntesi proteica. La síntesi de proteïnes: activació dels aminoàcids. Els ribosomes. Direcció de la síntesi. Procés de síntesi. La destinació de les proteïnes i els tipus de proteïnes.

Tema 7.

Enzims, cinètica enzimàtica i regulació de l’activitat enzimàtica. (repàs dels temes 6, 7 i 8 de l’assignatura Bioquímica, de primer curs).

Part 2. Metabolisme cel·lular i la seva regulació

Tema 1

Introducció al metabolisme cel·lular. Estudi general de la regulació de les vies metabòliques. Estudi de les propietats dels enzims implicats. Visió global dels òrgans i del seu paper metabòlic.

Tema 2

Estructura dels hidrats de carboni. Monosacàrids i polisacàrids. Glucòlisi: visió general i regulació. Etapes de la formació de piruvat a partir de glucosa.

Tema 3

Formació d’acetil-CoA a partir de piruvat; el cicle dels àcids tricarboxílics. Balanç energètic. Vies anapleuròtiques. Cicle de l’àcid glioxílic.

Tema 4

Reaccions d’oxidació i reducció. Sistemes de transport electrònic. La cadena respiratòria. Inhibidors.

Tema 5

La mitocòndria i la fosforilació oxidativa. Acoblament de la fosforilació oxidativa al transport electrònic. Síntesi d'ATP i transport. Balanç energètic. Inhibidors i proteïnes desacobladores.

Tema 6

Altres vies del metabolisme dels hidrats de carboni: ruta de les pentoses fosfat. Obtenció de poder reductor. Via de l’àcid glucorònic.

Tema 7

Metabolisme del glicogen. El glicogen com a magatzem de la glucosa. Degradació i síntesi de glicogen i la seva regulació per proteïna: quinases i fosfatases. Teixits glicolítics i glicogenogènics. Transportadors de glucosa.

Tema 8

Visió global del metabolisme dels hidrats de carboni i el paper dels diferents òrgans en la seva regulació.

Tema 9

Fotosíntesi i cicle de Calvin.

Tema 10

Introducció als lípids. Metabolisme lipídic. Transport.

Tema 11

Degradació dels àcids grassos. Betaoxidació. Metabolisme dels cossos cetònics.

Tema 12

Biosíntesi de les reserves lipídiques. Biosíntesi dels àcids grassos saturats. La formació del malonil CoA. El complex de l’àcid gras sintetasa.

Tema 13

Biosíntesi del colesterol i dels seus derivats. Formació del colesterol. Àcids biliars.

Tema 14

Digestió i absorció dels lípids. Les lipoproteïnes. Composició i metabolisme.

Tema 15

Metabolisme dels lípids estructurals. Fosfatidilglicèrids, plasmalògens. Esfingolípids. Cicle del fosfatidilinositol. Formació de IP ₃.

Tema 16

Metabolisme de les proteïnes. Digestió i transport. Degradació intracel·lular. Lisosomes. El proteosoma.  

Tema 17

Metabolisme dels aminoàcids. Degradació d’aminoàcids: alliberament i eliminació del nitrogen. Desaminació i transaminació. Cicle de la urea.  

Tema 18

Catabolisme dels esquelets carbonats dels aminoàcids. Aminoàcids cetogènics i gluconeogènics. Integració de les cadenes en les diferents rutes metabòliques.  

Tema 19

La fixació del nitrogen i visió general de la biosíntesi dels aminoàcids i de la seva regulació. Aminoàcids indispensables i no indispensables.  

Tema 20

El recanvi de porfirines. Síntesi. Degradació de l’hemoglobina. Els pigments biliars.  

Tema 21

Metabolisme dels nucleòtids. Biosíntesi de nucleòtids de purina i pirimidina. Biosíntesi dels desoxiribonucleòtids. Degradació de purines i pirimidines.  

Tema 22

Visió global del metabolisme. Control integrat del metabolisme mitjançant hormones. Missatgers secundaris involucrats en el control del metabolisme. Paper dels diferents òrgans.

Tema 23

Senyalització intercel·lular. Hormones i factors de creixement. Tipus de receptors. Proteïnes transductores. Missatgers secundaris. Rutes de transducció.

Tema 24

Control del cicle cel·lular.

Classes especials

Un nombre específic de classes no es realitzaran com a classes magistrals, sinó com a resolució de problemes prèviament plantejats a l’estudiant. En aquestes classes el nombre d’estudiants serà més reduït, per tal d’estimular més la participació.

Temari pràctic

Temari pràctic

Les pràctiques al laboratori es realitzaran durant dues setmanes i seran de cinc hores cada sessió (25 hores per setmana, amb un total de 50 hores). Les 10 hores restants es realitzaran en forma de seminaris sobre tècniques de laboratori, previs a les pràctiques, amb la posterior discussió dels resultats obtinguts en les pràctiques, així com dels problemes que li estan relacionats. Una o dues sessions es realitzaran a la sala d’ordinadors, amb programes de simulació.

Les dues setmanes al laboratori es dividiran en dos mòduls, que coincidiran amb cada setmana. El primer mòdul (mòdul I) correspondrà a les pràctiques relacionades amb estudis metabòlics. El segon mòdul (mòdul II) correspondrà a les pràctiques sobre tècniques de biologia molecular.

Mòdul I. Tècniques Bioquímiques

Pràctica 1. Anàlisi dels paràmetres bioquímics d’animals en diferents estats fisiològics

L’objectiu d’aquesta pràctica es familiaritzar l’estudiant amb el mesurament de paràmetres bioquímics i amb la seva interpretació, així com facilitar-li una comprensió més gran dels diferents desordres biològics deguts a diferències en l’alimentació o bé a una malaltia com ara la diabetis.

Pràctica 2. Purificació d'un enzim

La purificació d’un enzim i el seu seguiment mitjançant l’anàlisi de la seva activitat pretén fer entendre millor en què consisteix una anàlisi enzimàtica i la seva aplicació per a la comprensió de la complexitat del metabolisme cel·lular.

Mòdul II. Tècniques de Biologia Molecular

Pràctica 1. Tècniques bàsiques en la clonació de gens

Amb aquesta pràctica es pretén que l’estudiant vagi coneixent quines són les tècniques bàsiques emprades en la biologia molecular, com ara la transformació cel·lular, l’obtenció de DNA i la seva anàlisi per restricció.

Pràctica 2. Identificació de mutacions específiques en el genoma

La utilització de tècniques d’hibridació, així com de tècniques d’amplificació gènica (PCR) permetrà l’anàlisi de genomes complexos en recerca de possibles alteracions. També s’explicaran altres aplicacions d’aquestes mateixes tècniques.

Bibliografia

Llibre de text

MATHEWS & VAN HOLDE. Bioquímica. 2ª edició. Mc Graw-Hill, 1998.

Llibres de consulta

FRAYN, K. N. Regulación del metabolismo. 1a edició. Barcelona: Omega, 1998.

STRYER, L. Bioquímica. 4a edició. Barcelona: Reverté, 1995.

VOET, D.; VOET, J. G. Bioquímica. 1a edició. Barcelona: Omega, 1992.