Bioquímica

Con esta materia pretendemos que los alumnos:

- Conozcan la estructura, y la función que realizan, las diferentes moléculas que constituyen un ser vivo.

- Conozcan las transformaciones de energía y materia que llevan a cabo los seres vivos, así como los mecanismos de regulación de estas transformaciones.

- Adquieran conocimientos básicos acerca de la transmisión de la información genética.

- Conozcan y utilicen técnicas de laboratorio básicas empleadas en el ámbito de las ciencias de la vida.

- Conozcan y manejen correctamente la terminología en Bioquímica y Biología Molecular.

PROGRAMA TEÓRICO

Los contenidos teóricos de la materia se agrupan en siete unidades didácticas. En cada unidad, dividida en varios temas, se estudian los aspectos más estrechamente relacionados.
En la unidad didáctica 1 se analizan las características estructurales y propiedades de los diferentes grupos de biomoléculas de las que está constituido un ser vivo, haciendo un especial hincapié en la función que realizan. Cada grupo de biomoléculas es tratado en temas independientes, también se analizan las características estructurales de las asociaciones que se dan entre ellas. El tema 1 es una introducción a las características químicas de la materia viva, recalcando las propiedades de los tipos de enlace y el carácter del agua como disolvente.
En las unidades didácticas 2 a 6, se estudian el conjunto de reacciones químicas que nos permiten degradar y sintetizar las biomoléculas, lo que se conoce como Metabolismo. En la unidad 2, se explican conceptos generales, las propiedades de las moléculas que catalizan las diferentes reacciones, los Enzimas, así como los mecanismos de regulación del metabolismo. En la unidad 3 se estudian las rutas centrales del metabolismo aerobio, esto es, Ciclo de Krebs, Cadena de Transporte Electrónico y Fosforilación Oxidativa, y en las unidades 4, 5 y 6 las rutas que nos permiten degradar y sintetizar Glúcidos, Lípidos y Proteínas, respectivamente.
Por último, en la unidad didáctica 7 se estudia cómo se almacena la información genética en el ADN, cuáles son los mecanismos que permiten que esta información se transmita a las células hijas cuando una célula se divide, así como los procesos que permiten sintetizar las propias proteínas a partir de dicha información. Para finalizar, y dado que no son necesarias todas las proteínas en un momento determinado, ni tampoco en la misma cantidad, se analizarán los mecanismos que permiten regular la expresión génica.

UNIDAD DIDÁCTICA 1: BIOQUÍMICA ESTRUCTURAL (13 Horas)
Tema 1.- Introducción.
Concepto de Bioquímica. Organización de la materia viva. Bioelementos y biomoléculas. Tipos de enlaces inter e intramoleculares. Propiedades del agua: polaridad e ionización.
Tema 2.- Estructura y propiedades de las Proteínas
Estructura, clasificación y propiedades de los aminoácidos. El enlace peptídico. Péptidos de interés biológico. Clasificación y función de las proteínas. Niveles de organización estructural de las proteínas.
Tema 3.- Estructura y propiedades de los Glúcidos
Estructura y propiedades de los monosacáridos. Derivados de los monosacáridos de interés biológico. El enlace glucosídico. Disacáridos de interés biológico. Polisacáridos de reserva y estructurales. Glucoproteínas.
Tema 4.- Estructura y propiedades de los Lípidos
Estructura y propiedades de los lípidos. Estructura y propiedades de los eicosanoides. Triacilgliceroles y ceras. Fosfoglicéridos y esfingolípidos. Lípidos derivados del isopreno. Lipoproteínas. Membranas celulares.
Tema 5.- Estructura y propiedades de los Ácidos nucleicos
Bases nitrogenadas, nucleósidos y nucleótidos. Niveles de organización estructural del ADN. Características estructurales de los diferentes tipos de ARN.

UNIDAD DIDÁCTICA 2: INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO (5 Horas)
Tema 6.- Aspectos generales del metabolismo
Concepto de metabolismo y rutas metabólicas. Bioenergética. Catabolismo y anabolismo. El papel del ATP en los procesos metabólicos. Estado energético de la célula. Esquema general del metabolismo.
Tema 7.- Enzimas
Concepto y propiedades. Nomenclatura y clasificación. Mecanismo de acción de las enzimas. El centro activo. Cinética enzimática: significado biológico de las constantes cinéticas. Función coenzimática de las vitaminas hidrosolubles.
Tema 8.- Regulación del metabolismo
Regulación de la actividad enzimática. Compartimentación celular. Mecanismos específicos de regulación de la actividad enzimática: regulación alostérica y regulación por modificación covalente. Regulación de la concentración de enzima. Regulación por señales extracelulares: mecanismos de transducción de señales. Transporte a través de membranas.

UNIDAD DIDÁCTICA 3: METABOLISMO (18 Horas)
Tema 9.- Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos (Ciclo de Krebs)
Aspectos generales y funciones. Reacciones de la ruta. Balance global y regulación del ciclo. Reacciones anapleróticas: piruvato carboxilasa.
Tema 10.- Cadena Respiratoria y Fosforilación Oxidativa
Visión general de los procesos: localización y organización. La cadena de transporte electrónico: componentes y funcionamiento. ATP sintasa: estructura y funcionamiento. Acoplamiento energético entre la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa. Agentes desacoplantes: la termogenina. Formación de los radicales libres de oxígeno. Inhibidores de la cadena respiratoria.
Tema 11.- Catabolismo de la Glucosa y otros Monosacáridos
Conceptos de fermentación y respiración. Glucolisis: localización, reacciones. Fermentación: destinos anaerobios del piruvato. Degradación aeróbica del piruvato. Regeneración del NAD+ citosólico: sistemas lanzadera de electrones. Balance de la degradación aeróbica y anaeróbica de la glucosa. Efecto Pasteur. Incorporación de otros monosacáridos a la ruta glucolítica.
Tema 12.- Gluconeogénesis
Importancia biológica. Precursores, localización y reacciones. Balance de la ruta. Regulación coordinada de glucolisis/gluconeogénesis. Destinos de la glucosa-6-fosfato.
Tema 13.- Metabolismo del Glucógeno
El glucógeno: una manera de almacenar glucosa en animales. Importancia biológica. Degradación y síntesis de glucógeno: reacciones y regulación.
Tema 14.- Ruta de las Pentosas Fosfato
Importancia biológica, función y localización. Reacciones y regulación.
Tema 15.- Catabolismo de Lípidos
Movilización de triglicéridos. Catabolismo de los ácidos grasos: activación y transporte. beta-oxidación de los ácidos grasos: reacciones y balance. Cuerpos cetónicos: función, formación y utilización de los cuerpos cetónicos.
Tema 16.- Biosíntesis de Lípidos I
Biosíntesis de ácidos grasos: importancia biológica, precursores, localización y reacciones. Balance. Elongación y síntesis de ácidos grasos insaturados: ácidos grasos esenciales. Regulación del metabolismo de los ácidos grasos.
Tema 17.- Biosíntesis de Lípidos II
Biosíntesis de triglicéridos y fosfoglicéridos. Biosíntesis de esfingolípidos. Biosíntesis de esteroides: el colesterol.
Tema.- Degradación de Proteínas y Aminoácidos
El proteosoma. Catabolismo de aminoácidos: transaminación y desaminación oxidativa. Eliminación del grupo amino: ciclo de la urea. Otros sistemas de eliminación del grupo amino. Destinos del esqueleto carbonado.
Tema 19.- Biosíntesis de Aminoácidos
Aminoácidos esenciales y no esenciales. Procedencia del esqueleto carbonado. Ciclo del nitrógeno e incorporación del grupo amino.
Tema 20.- Los Aminoácidos como precursores de otras biomoléculas
Neurotransmisores, hormonas, porfirinas y moléculas energéticas. Relación de los aminoácidos con el metabolismo de los nucleótidos.

UNIDAD DIDÁCTICA 4.- TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN (4 Horas)
Tema 21.- Transcripción
El concepto de gen. Maquinaria proteica implicada en la transcripción. Mecanismo general de la transcripción: iniciación, elongación y terminación. Modificaciones post-transcripcionales del ARN.
Tema 22.- Traducción
El código genético: características. Maquinaria implicada en la traducción. Fase de activación: aminoacil-ARNt sintasa. Iniciación, elongación y terminación de la cadena polipeptídica. Modificaciones post-traduccionales.
Tema 23.- Regulación de la Expresión Génica
Tema 24.- Replicación del ADN
Proteínas implicadas en la replicación. Mecanismo general de la replicación: iniciación, elongación y terminación.

PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Prácticas I y II (8 horas)
Objetivo:
El objetivo de estas prácticas es introducir al alumno en las técnicas de laboratorio básicas como son: el manejo adecuado de diferente material de vidrio; la manipulación correcta de pipetas, tanto de vidrio como micropipetas; el uso de una balanza, de un espectrofotómetro, de una centrífuga, de un pH-metro, de un homogenizador o de un agitador magnético. También es objeto de estas prácticas que los alumnos aprendan a preparar las muestras biológicas para realizar los análisis, así como los reactivos que necesitan.
Aplicación:
1) Preparación de un homogenado tisular y obtención del extracto crudo que será utilizado a lo largo de las prácticas.
2) Preparación de los reactivos necesarios para la realización de la determinación de la concentración de proteínas por el método de Lowry.
3) Determinación de la concentración de proteínas por el método de Lowry en el extracto biológico obtenido previamente, en leche de vaca y en otras muestras biológicas.
Duración:
Dos sesiones

Prácticas III y IV (8 horas)
Objetivo:
El objetivo de esta práctica es que los/as alumnos/as aprendan a detectar la presencia de un enzima en una muestra biológica así como a determinar la actividad de ese enzima, sus principales parámetros cinéticos, y el efecto de parámetros como pH, y la temperatura.
Aplicación:
1) Determinación de actividad fosfatasa ácida en un extracto de tejido.
2) Cuantificación de dicha actividad.
3) Determinación de los parámetros cinéticos Km y Vmax.
4) Estudio del efecto de la temperatura y pH sobre la actividad
Duración:
Dos sesiones.

Práctica V (4 horas)
En esta práctica el alumnado, de manera autónoma, manejará equipamiento básico de laboratorio y preparará reactivos relacionados con las prácticas previas de cara a la evaluación del objetivo de aprendizaje "Practicar el manejo de equipamiento y técnicas básicas que servirán al alumno para desarrollar su actividad en un laboratorio".

Libros y manuales recomendados

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

- NELSON, D.L. & COX, M.M., Lehninger Principios de Bioquímica, 7ª ed., Ed. Omega, Barcelona, 2018.
- BERG, J.M., TYMOCZKO J.L. & STRYER L. “Bioquímica” Ed. Reverté. Septima edición. 2012.
- TYMOCZKO, J.L., BERG, J.M. & STRYER, L., Bioquímica: curso básico. Ed. Reverté; Barcelona, 2014.
- VOET, D., VOET, J. & PRAT, C.W., Fundamentos de bioquímica: la vida a nivel molecular. 4ª ed., Ed. Panamericana, Buenos Aires, 2016 (versión electrónica).
- MCKEE, T. & MCKEE, J.R. Bioquímica: las bases moleculares de la vida. 5ª ed., Ed. McGRawHill Interamericana, México, 2014 (versión electrónica).
- FEDUCHI, E., ROMERO, C., YAÑEZ, E., GARCÍA-HOZ, C., Bioquímica: conceptos esenciales, 3ª ed., Ed. Médica Panamericana, Madrid, 2021 (versión electrónica).
- HERRERA, E., RAMOS, M.P., VIANA, M. "Bioquímica básica". Ed. Elsevier, Barcelona, 2014.
- TEIJÓN, J.M., BLANCO, M.D., OLMO, R.M., POSADA, P., TEIJÓN, C. & VILLARINO, A. Fundamentos de Bioquímica estrutural, 3ª ed., Ed. Tébar Flores, Madrid, 2017.
- KOOLMAN, J. & RÖHM, K.H., Bioquímica: texto y atlas, 4ª ed., Ed. Médica Panamericana, Madrid, 2012.
- FERRIER, D.R., Bioquímica LIR, 7ª ed., Ed. WoltersKluver; Barcelona, 2017.
- RODWELL, V. & HARPER, A., Bioquímica ilustrada, 30ª ed., Ed, McGraw Hill Interamericana, México, 2016 (versión electrónica).

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA (LIBROS ESPECIALIZADOS):

- ENGELKING, L.R., Textbook of VeterinaryPhysiologicalChemistry, 3rd ed. Ed. AcademicPress, San Diego, 2015. (versión electrónica).
- KANEKO, J. J, HARVEY, J. W. & BRUSS, M. L., (eds.), Clinicalbiochemistry of domesticanimals., 6th ed. Ed. AcademicPress, San Diego, 2008.
- DIJKSTRA, J., FORBES, J.M. & FRANCE, J., (eds.) Quantitativeaspects of ruminantdigestion and metabolism, 2ª ed. Ed. CAB International, Wallingford; 2005.
- LIEBERMANS, M. & PEET, A., Bioquímica Médica Básica: un enfoque clínico., 5th. ed., Ed. Lippincott, 2018
- BERG, J.M., TYMOCZKO,J.L. & STRYER, L., Bioquímica: aplicaciones clínicas, 7ª ed., .Reverté, Barcelona, 2015
- BAYNES, J.W. & DOMINICZAK, M.H., Bioquímica médica, 5ª ed., Ed. Elsevier, Barcelona, 2019
- McSWEENEY, P.L.H. & FOX, P.F. (eds.) Advanceddairychemistry, vol. 1A: proteins, basicaspects, 4ª ed., Ed. Springer, New York, 2013.
- McSWEENEY, P.L.H., FOX, P.F. & MAHONY, J.A.,(eds.) Advanceddairychemistry, vol. 2: lipids, 4ª ed., Ed. Springer, New York, 2020
- McSWEENEY, P.L.H. & FOX, P.F. (eds.) Advanceddairychemistry, vol. 3: lactose, water, salts and minorconstituentes, 3ª ed.,
Ed. Springer, New York, 2009.


PÁGINAS WEB:

https://biomodel.uah.es/

http://proteopedia.org/wiki/index.php/Main_Page

https://themedicalbiochemistrypage.org/

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi

De las competencias establecidas en el Plan de Estudios del Grado en Veterinaria por la Universidad de Santiago de Compostela, en esta materia se van a trabajar las siguientes:

Competencias Generales:
GVUSC 01: Capacidad de aprendizaje y adaptación.
GVUSC 02: Capacidad de análisis y síntesis.
GVUSC 04: Planificación y gestión del trabajo.
GVUSC 05: Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica.

Competencias Específicas:

Específicas disciplinares:
CEDVUSC 04: Bases físicas, químicas y moleculares de los principales procesos que tienen lugar en el organismo animal.
CDVUSC 16: Conocer las técnicas analíticas básicas y su interpretación.

Específicas profesionales:
D1VUSC 03: Realizar técnicas analíticas básicas e interpretar resultados clínicos, biológicos y químicos.

Específicas académicas
CEAVUSC 08: Ser consciente de la necesidad de mantener actualizados los conocimientos, habilidades y actitudes de las competencias profesionales mediante un proceso de formación permanente.

Competencias Transversales:
CTVUSC 01: Capacidad para el razonamiento y la argumentación.
CTVUSC 02: Capacidad para obtener información adecuada, diversa y actualizada por distintos medios, como información bibliográfica e Internet, y analizarla de una forma crítica.

CONTENIDOS TEÓRICOS

Los contenidos teóricos se impartirán en el aula, en 40 sesiones de 50 minutos de duración cada una cuya distribución en horas se aproximará lo más posible a la que se muestra en el apartado Contenidos.
Como complemento a la docencia teórica, cada alumno/a deberá asistir a 3 sesiones de seminario que se impartirán en el aula. La primera sesión es de 1 hora/grupo y las dos siguientes de 2 horas/grupo. Estas clases se dedicarán a desarrollar problemas, casos prácticos y a resolver todas las dudas que surjan de las clases expositivas.

Para la docencia teórica (clases expositivas y clases de seminario) los alumnos se dividirán, por orden alfabético, en 2 grupos, A y B.

CONTENIDOS PRÁCTICOS

Las prácticas se realizarán en grupos de 20 alumnos/as. Cada grupo realizará 5 sesiones de prácticas de 4 horas cada una que tendrán lugar en el laboratorio del departamento de Bioquímica. Se pondrá a disposición del alumnado, a través del aula virtual, un Manual de Prácticas en el que se detallan los aspectos teóricos así como la metodología a seguir para el desarrollo de cada práctica. Cada alumno/a debe cubrir los apartados correspondientes con los resultados obtenidos y entregar el manual al finalizar las prácticas para que sea corregido y evaluado. Cada alumno/a debe acudir a las prácticas provisto del manual de prácticas, de unos guantes de latex y una bata de laboratorio.

En estas prácticas se trabajará la habilidad relacionada con el objetivo de aprendizaje: "Practicar el manejo de equipamientos y técnicas básicas que servirán al alumno para desarrollar su actividad en un laboratorio" de la competencia 24 a día 1 de la Federación de Veterinarios Europeos: "Utilizar el equipamiento básico de diagnóstico y realizar un examen de forma eficaz según corresponda al caso, de acuerdo con las buenas prácticas de seguridad y salud y la normativa vigente. Comprender la contribución de las herramientas digitales y de la inteligencia artificial en veterinaria". SE EVALUARÁ EL OBJETIVO DE APRENDIZAJE por lo que al comienzo de las prácticas se informará a los alumnos sobre este aspecto y la forma de evaluación.

Los/as alumnos/as deberán elaborar un mapa metabólico como ayuda al aprendizaje que será evaluado de cara a la calificación final. Dicho mapa se entregará el día en que se celebre el examen de la primera oportunidad. La entrega se realizará de forma presencial.

En la Biblioteca Intercentros del Campus de Lugo están a disposición de los/as alumnos/as ejemplares de los libros de texto y manuales recomendados para el seguimiento de la asignatura. Así mismo, los estudiantes tienen a su disposición los libros en versión electrónica a través de la biblioteca universitaria en el siguiente enlace (https://biblioteca-usc.gal/).

VALORACIÓN DE LOS CONOCIMIENTOS TEÓRICOS (70% de la calificación final)

En la primera oportunidad (diciembre-enero) se procederá de la siguiente manera para evaluar los conocimientos teóricos:

Evaluación continua.
Se realizará un seguimiento continuado a lo largo del semestre de la adquisición de conocimientos mediante la realización de una prueba en la parte final de cada una de las sesiones de seminario. La primera de estas pruebas constará de 15 preguntas tipo test y las dos siguientes de 30 preguntas cada una. Cada pregunta tipo test tiene cinco opciones de respuesta de las cuales solo una es correcta por lo que se corregirá la probabilidad de acierto por azar. La suma de las notas obtenidas tendrá un peso de un 25% en la calificación final.
En el caso de los/as alumnos/as que no realicen las pruebas en las sesiones de seminario (incluidos aquellos que tengan concedida dispensa parcial), o que aunque las realicen no obtengan un resultado satisfactorio, podrán realizar una prueba test de 75 preguntas junto con el examen final (25% de la cualificación global).

Examen
En la fecha prevista en el calendario, se realizará un EXAMEN que constará de varias preguntas de respuesta corta, desarrollo, interpretación de esquemas…, con la que se valorará la capacidad para relacionar, integrar y aplicar los conocimientos adquiridos. La nota obtenida en el examen tendrá un peso de un 45% en la calificación final.

Para APROBAR la materia es OBLIGATORIO obtener una calificación mínima en el EXAMEN de 4,5 sobre 10 (1,8 sobre 4,5 que es la nota máxima del examen)

En la OPORTUNIDAD DE RECUPERACIÓN (JUNIO-JULIO) los/as alumnos/as deberán obligatoriamente realizar la prueba test y el examen.

VALORACIÓN DE LOS CONOCIMIENTOS PRÁCTICOS (20% de la calificación final).

a) La evaluación del objetivo de aprendizaje: "Practicar el manejo de equipamientos y técnicas básicas que servirán al alumno para desarrollar su actividad en un laboratorio" de la competencia 24 a día 1 de la Federación de Veterinarios Europeos, se llevará a cabo en la práctica 5. La evaluación se realizará por observación directa en el laboratorio y empleando la rúbrica disponible en el aula virtual. A lo largo de la sesión, el profesor solicitará la cada alumno que demuestre su habilidad en el reconocimiento y manejo de algunos equipamientos empleados (diverso material de vidrio, micropipetas, centrífuga, y espectrofotómetro). Se orientará al alumno en la realización de la tarea asta alcanzar el objetivo. La superación de esta actividad será imprescindible para superar la materia. En el caso de superarla tendrá un valor de un 5% en la calificación final.

b) La actitud, el interés y el trabajo desarrollado por el alumno en todas las sesiones de prácticas más el informe en el que se describen los resultados obtenidos tendrá un peso de un 15% en la calificación final.

En esta materia no se admite dispensa para las prácticas. Es OBLIGATORIA la asistencia a todas las prácticas. Si uno/a alumno/a falta a alguna, deberá aportar el justificante y recuperarla lo antes posible. De no hacerlo así, se considerará que el/a alumno/a no ha realizado las prácticas y como consecuencia no podrá aprobar la materia.

Todas las pruebas se realizarán de manera presencial.

VALORACIÓN DEL MAPA METABÓLICO (10% de la calificación final).

Para los casos de realización fraudulenta de pruebas o exámenes será de aplicación el recogido en la "Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de cualificaciones”.

OBSERVACIONES:

1.- La nota obtenida en los apartados prácticas y mapa metabólico tendrá validez para las dos oportunidades del curso.

2.- Si un alumno debe cursar nuevamente la materia, SOLO se le conservará, si así lo desea, la nota obtenida en los apartados prácticas y mapa metabólico, y durante tres cursos académicos.

3.- Solamente los alumnos que no realizaron ninguna actividad durante el curso serán calificados como "no presentado".

TRABAJO PRESENCIAL EN EL AULA

-Clases expositivas: 40 h
-Seminarios: 5h
-Prácticas de laboratorio: 20 h
-Tutorías en grupos reducidos: 1 h
Total: 66 h


TRABAJO PERSONAL DEL ALUMNO

-Estudio individual: 60 h
-Elaboración de memoria de prácticas: 6 h
-Elaboración de trabajos: 4,5 h
-Revisión bibliográfica: 4 h
-Resolución de casos/problemas: 6 h
-Realización de exámenes: 3,5 h
Total: 84 h

TOTAL HORAS DEL ALUMNO: 150 h

Se recomiendo un trabajo continuado y un seguimiento simultaneo del estudio con la docencia expositiva.

Ante cualquier duda, recomendamos la utilización de tutorias personalizadas.

A lo largo de todo el curso recomendamos un contacto continuo con el profesor a traves de los medios informáticos habituales.

Tutorías personalizadas previa cita.

Departamento de Bioquímica, Pabellón II, Facultad de Veterinaria.