Universitat Internacional de Catalunya
Bioquímica I
Altres llengües d'impartició: català, anglès
Professorat
Els dubtes seran resolts presencialment amb el professor corresponent. Per a tal cosa, concertar cita per e-mail.
Professors:
- Dr. Jorge Pérez-Valle (coordinador, CMs i MCs); jperezv@uic.es
Presentació
Bioquímica I és una asignatura de formació bàsica de caràcter semestral que s'imparteix al primer curs del grau de Biomedicina i consta de 6 crèdits ECTS. Amb aquesta assignatura s'intenta que l'alumne aprofundeixi i completi els coneixements de Química Orgànica i Bioquímica de Macromolècules adquirids durant el Batxillerat. Les línies bàsiques del programa de la asignatura giren entorn de conceptes fonamentals sobre l'estructura i funció de macromolècules de relevància biològica. Així, l'assignatura pretén explicar els processos relacionats amb l'estructura de les molècules orgàniques més abundants i la seva relació amb la funció en l'organisme.
Requisits previs
No es requereixen requisits previs
Objectius
L'objectiu general de l'assignatura és proporcionar els fonaments de la bioquímica que es consideren necessaris per a la comprensió de diferents matèries del Grau en Ciències Biomèdiques.
Competències/Resultats d’aprenentatge de la titulació
- Aplicar els principis de la química orgànica i la bioquímica en l'estudi de l'estructura i funció de biomolècules i el seu metabolisme.
- Reconèixer els conceptes biològics bàsics i el llenguatge propi de les ciències biomèdiques en l'estat de salut.
- Desenvolupar la capacitat d'organització i planificació adequades al moment.
- Interpretar resultats experimentals i identificar elements consistents i inconsistents.
- Saber comunicar, fer presentacions i redactar treballs científics.
- Ser capaç de dur a terme un aprenentatge autònom
- Aplicar els coneixements teòrics a la pràctica
- Que els estudiants hagin demostrat posseir i comprendre coneixements en una àrea d'estudi que parteix de la base de l'educació secundària general, i se sol trobar a un nivell que, si bé es recolza en llibres de text avançats, inclou també alguns aspectes que impliquen coneixements procedents de l'avantguarda del seu camp d'estudi
- Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins de la seva àrea d'estudi) per a emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes rellevants d'índole social, científica o ètica.
- Que els estudiants puguin transmetre informació, idees, problemes i solucions a un públic tant especialitzat com no especialitzat
Resultats d’aprenentatge de l’assignatura
En acabar el curs, el/la alumne/a:
- Coneix l'estructura i funció de les biomolècules.
- Aplica els principis de química orgànica i inorgànica en l'estudi de biomolècules i processos bioquímics fonamentals i comprèn la formulació química bàsica.
- Coneix les bases bioquímiques i moleculars del plegament, trànsit intracel·lular, modificació post-traduccional i recanvi de proteïnes.
- Resol exercicis i problemes plantejats en li transcurs de l'assignatura
- Sap buscar la informació necessària per a completar les tasques de l'assignatura i sintetitzar-la.
Continguts
BLOC I: LA QUÍMICA DE LA VIDA
Tema 1. Introducció a la Química Orgànica. Introducció a l'enllaç químic. Enllaç covalent i estructures de Lewis. Ressonància. Geometria molecular. Enllaços de carboni senzills i múltiples Estabilitat cinètica i termodinàmica de les cadenes carbonatades.
Tema 2. Reaccions orgàniques en sistemes biològics Introducció a les reaccions orgàniques. Classificació de les reaccions orgàniques. Reaccions d'oxidació i reducció.
Tema 3. Termodinàmica i equilibri. Termodinàmica química. Energia, calor i treball. Entropia i segona llei de termodinàmica. Direcció dels processos. Energia lliure. Potencial químic. Energia lliure i reaccions químiques: equilibri químic. Canvis d'energia lliure i constant d'equilibri. Compostos de fosfat d'energia elevada: fonts d'energia dels sistemes biològics. Potencial de transferència de fosfat.
Tema 4. Composició de la matèria viva. L'aigua i sistemes amortidors. Constitució dels éssers vius. Estructura, característiques i propietats de l'aigua. Importància biològica. Distribució en l'organisme humà. L'aigua com a dissolvent. Àcids i bases: donadors i aceptores de protons. Ionització de l'aigua i producte iònic. Concepte de pH. Escala de pH i valors fisiològics. Equilibris d'àcids i bases febles. pKa i factors que afecten la dissociació d'àcids. Solucions amortiguadoras d'importància biològica. Funcionament. Tipus: tampó bicarbonat, tampó fosfato, tampó amoni. Alteracions metabòliques i respiratòries de l'equilibri àcid-base. Molècules amb grups ionizablesmúltiples: anfolitos, polianfolitos, polielectrolitos.
Tema 5. Interaccions febles en mitjans aquosos. Naturalesa de les interaccions no covalents. Interaccions carrega-càrrega. Dipols permanents i induïts. Ràdio de Van der Waals. Enllaços d'H.
BLOC II: GLÚCIDS
Tema 6. Estructura i funció de glúcids. Característiques generals i classificació. Monosacàrids: estructura, propietats, derivats i interès biològic. Aldosas, cetosas. Enantiomeros. Estructures d'anell. Disacàrids. L'enllaç glucosídic. Disacàrids rellevants en l'alimentació humana. Oligosacàrids. Estructura, propietats i interès biològic. Polisacàrids de reserva i estructurals. Glucogen, midó i cel·lulosa. Glicoproteïnes. Proteoglicanos, glicosaminoglicans i patologies associades. Glucoproteïnes amb enllaços N i O. Antígens de grups sanguinis. Oligosacàrids com a marcadors cel·lulars.
Tema 7. Requeriments nutricionals de glúcids. Digestió. Contingut de glucosa en els aliments. Índex glucèmic.
BLOC III: PROTEÏNES
Tema 8. Estructura i funció de proteïnes. Estructura i propietats dels aminoàcids (estructura, estereoquímica, propietats). Pèptids i enllaç peptídic. Nivells d'estructuració de les proteïnes. Estructures primària, secundària, terciària i quaternària. Descripció d'hèlixs moleculars i làmines plegades. Factors que determinen les estructures secundària i terciària.
Tema 9. Requeriments nutricionals de proteïnes. Digestió. Aliments rics en proteïnes. Proteïna vegetal vs. proteïna animal.
Tema 10. Proteïnes fibroses i globulars. Fibroses: queratines, fibroïnes, col·lagen, elastina. Globulars: patrons de plegat, estructura terciària i diversitat funcional. Estructura i funció. Transport i emmagatzematge d'oxigen: funcions de l'hemoglobina i mioglobina. Hemoproteínas. Variabilitat de l'estructura proteïna: el cas de les immunoglobulines.
Tema 11. Sstemes contràctils i motors moleculars. Sistema actina – miosina. Estructura del múscul i mecanisme de contracció. Paper del calci. Actina i miosina no musculars. Microtubulos per a mobilitat. Moviments de cilis i flagels.
Tema 12. Enzims i cinètica enzimàtica. Naturalesa, nomenclatura i classificació dels enzims. Introducció a la catàlisi enzimàtica: energia d'activació. El centre actiu i models d'unió SE. Estratègies catalítiques. Exemples. Holoenzim i apoenzim. Concepte de grup prostètic i coenzim. Cofactors: metaloproteïnes. Model cinètic de Michaelis-Menten. Linearitzacions. Km i Vmax. Eficiència catalítica: kcat. Reaccions de múltiples substractes. Efecte del pH, temperatura i força iònica sobre l'activitat enzimàtica. Concepte d'isoenzim.
Tema 13. Regulació enzimàtica. Regulació irreversible: zimògens. Regulació reversible: fosforilació, acetilació. Cooperativitat. Al·losterisme. Inhibició enzimàtica: reversible i irreversible.
BLOC IV: LÍPIDS
Tema 14. Lípids. Característiques generals dels lípids . Tipus de lípids i funcionis. Propietats fisicoquímiques i nomenclatura. Àcids grassos. Triacilglicerols. Sabons i detergents. Ceres.
Tema 15. Requeriments nutricionals de lípids. Digestió de lípids. Contingut de lípids en els aliments. Greixos trans. Ús de lípids en la indústria.
BLOC V: COMPOSTOS NITROGENATS I ÀCIDS NUCLEICS
Tema 16. Àcids nucleics. Tipus de nucleòtids. Composició i funció de l'ADN i ARN. Dogma de la biologia. Replicació de l'ADN, transcripció i traducció. Codi genètic.
Tema 17. Utilització del nitrogen. Ús del nitrogen inorgànic. Cicle de la urea i excreció.
Tema 18. Vitamines. Hidrosolubles vs liposolubles. Composició i funcions. Presència en aliments i patologies relacionades.
Tema 19. Estrés oxidatiu. Què és, d'on surt i com ens afecta. Exemples de patologies relacionades.
Metodologia i activitats formatives
Modalitat totalment presencial a l'aula
Classes magistrals (CM): exposició durant 1:30h d’un tema teòric per part del professor.
Mètodes del Cas o casos clínics (MC): Plantejament d’una situació real o imaginària. Els alumnes treballen les preguntes formulades en grups reuïts i a classe es discuteixen les respostes. El professor intervé activament i si cal aporta nous coneixements.
Pràctiques (P): Demostració experimental en el laboratori dels conceptes treballats a les classes teòriques. Familiarització amb els recursos experimentals més habituals en un laboratori de bioquímica.
Ensenyament virtual. (EV): Material en línia que l'alumne pot consultar des de qualsevol ordinador, a qualsevol hora i que constribuirá a l'autoaprenentatge de conceptes relacionats amb l'assignatura.
Sistemes i criteris d'avaluació
Modalitat totalment presencial a l'aula
Alumnes en primera i segona convocatòria:
La nota mitjana es calcularà tenint en compte les diferents activitats avaluables que es faràn al llarg del curs:
- Examen parcial 20%
- Examen de pràctiques 10%
- Examen final 60%
- Mètodes del cas 10%
L'assignatura s'aprovarà quan la mitjana sigui igual o superior a 5.
A tenir en compte:
1) A l'examen final s'haurà d'obtenir un 5 de nota mínima per a poder fer mitjana amb les notes d'avaluació continuada (mètodes del cas, pràctiques i parcial).
2) Els exàmens seran de tipus test amb 4 opcions de resposta, comptant +1 els encerts i -0.25 els errors.
3) Un 10% de les preguntes dels exàmens podrien ser de conceptes que no s'hagin explicat directament a l'aula però que estiguin presents en la bibliografia recomanada així com en articles discutits, premsa o material virtual recomanat.
4) Per participació a classe s'entén l'aportació de idees interessants o el plantejament de qüestions pertinents que ajudin a millorar la qualitat de la sessió, ja sigui lliçó magistral o cas clínic, així com l'ús de la càmera durant les lliçons magistrals. Aquells estudiants que s'impliquin i participin activament a l'assignatura, podrán optar a gaudir de fins a un 10% extra d'excel·lencia.
5) Assistència a classe:
- Es recomana l'assistència regular a les classes de teoria. L'assistència a les classes magistrals no és obligatòria, però els assistents s'hauran de regir per les normes que indiquin els professors.
- L'assistència a mètodes del cas i pràctiques és obligatòria. Els alumnes han d'assistir en els grups assignats.
- L'expulsió d'un alumne de classe magistral o mètode del cas repercutirà negativament en les avaluacions continuades. L'expulsió d'un alumne de l'aula de laboratori significarà la suspensió automàtica de l'assignatura.
6) L'ús indegut d'aparells electrònics com a mòbils, tablets o ordinadors portàtils pot comportar l'expulsió de classe. Com a ús indegut s'entén l'enregistrament i difusió tant dels alumnes o professors durant les diferents lliçons així com l'ús d'aquests aparells amb finalitats lúdics i no educatius.
Alumnes repetidors:
La nota de pràctiques i dels MCs es guardarà, encara que sempre que ho desitgin, els alumnes podran repetir l'assistència a classe i obtenir una nova nota. L'alumne podrà fer l'examen parcial o, directament, presentar-se a l'examen final.
Bibliografia i recursos
Chang, Raymond. Química. 11ª ed. McGraw-Hill, 2013.
Lehninger. Principios de Bioquímica. 4ª ed. Nelson D. y Cox, M. Editorial Omega, 2005.
Stryer, Berg y Tymoczko. Bioquímica. 5ª ed. Ed. Reverté, 2002.
C.K. Mathews, K.E. Van Holde y K.G. Ahern (2002) Bioquímica. 3ª Edición. Pearson Educación.
Període d'avaluació
- E1 12/01/2024 A16 14:00h
- R1 23/01/2024 A16 14:00h