Resumen de Metabolismo del Colesterol y sus Derivados
Metabolismo del Colesterol: Síntesis, Regulación y Derivados Esenciales
Introducción a la Bioquímica
La Bioquímica estudia la composición, estructura y reacciones químicas de los componentes de los seres vivos: proteínas, carbohidratos, lípidos (sin profundizar en metabolismo de lípidos ni colesterol), ácidos nucleicos, vitaminas (excepto vitamina D) y cofactores. Esta guía aborda conceptos fundamentales, ejemplos prácticos y herramientas para el estudio en laboratorio y clínica.
Definición: La bioquímica es la disciplina que analiza las moléculas biológicas y las transformaciones químicas que sustentan la vida.
1. Biomoléculas principales
1.1 Proteínas
- Estructura: niveles primario, secundario, terciario y cuaternario.
- Aminoácidos: unidad básica; propiedades según la cadena lateral (hidrofóbicos, polares, cargados).
Definición: Una proteína es un polímero de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos.
Tabla: comparación rápida de niveles estructurales
| Nivel | Qué describe | Fuerzas estabilizadoras |
|---|---|---|
| Primario | Secuencia de aminoácidos | Enlace peptídico |
| Secundario | Hélice alfa, hoja beta | Puentes de hidrógeno |
| Terciario | Plegamiento 3D | Interacciones hidrofóbicas, puentes disulfuro, ionicas |
| Cuaternario | Ensamblaje de subunidades | Interacciones no covalentes |
- Funciones: enzimas, estructura, transporte, señalización, defensa.
- Ejemplo práctico: la actividad enzimática de la hexoquinasa inicia la glicólisis al fosforilar glucosa.
1.2 Carbohidratos
- Monómeros: monosacáridos (p. ej. glucosa, fructosa).
- Oligosacáridos y polisacáridos: almacenamiento (glucógeno), estructura (celulosa).
Definición: Los carbohidratos son compuestos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, que sirven como fuente y reserva de energía y como elementos estructurales.
Tabla: monosacáridos comunes
| Monosacárido | Fórmula empírica | Función |
|---|---|---|
| Glucosa | $\ce{C6H12O6}$ | Principal fuente de energía celular |
| Fructosa | $\ce{C6H12O6}$ | Metabolismo en hígado, dulzor en alimentos |
| Galactosa | $\ce{C6H12O6}$ | Componente de lactosa |
- Ejemplo clínico: medición de glucosa en sangre para diagnóstico de diabetes.
1.3 Ácidos nucleicos
- ADN y ARN: almacenamiento y transferencia de información genética.
- Nucleótidos: base nitrogenada + azúcar + grupo fosfato.
Definición: Ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos responsables de codificar, transmitir y ejecutar la información genética.
- Estructura del ADN: doble hélice antiparalela estabilizada por pares de bases y enlaces de hidrógeno.
$$\text{Adenina} \leftrightarrow \text{Timina} \quad (2; \text{puentes de H})$$ $$\text{Guanina} \leftrightarrow \text{Citosina} \quad (3; \text{puentes de H})$$
- Ejemplo práctico: técnicas de PCR amplifican fragmentos específicos de ADN para diagnóstico.
1.4 Vitaminas y cofactores (selección)
- Vitaminas del complejo B participan en reacciones redox y transferencia de grupos.
Definición: Los cofactores son moléculas no proteicas que se requieren para la actividad enzimática.
- Ejemplo: la tiamina (B1) es cofactor en la descarboxilación de piruvato.
2. Enzimas: catalizadores biológicos
- Conceptos: sustrato, sitio activo, afinidad, constante de Michaelis-Menten $K_m$, velocidad máxima $V_{\max}$.
Definición: Una enzima es una proteína que acelera una reacción química sin consumirse.
Ecuación de Michaelis-Menten (forma clásica):
$$v = \frac{V_{\max} [S]}{K_m + [S]}$$
- Interpretación: $K_m$ es la concentración de sustrato cuando $v = \tfrac{1}{2}V_{\max}$.
- Ejemplo: inhibidores competitivos aumentan $K_m$ sin cambiar $V_{\max}$.
Tabla: tipos de inhibición enzimática
| Tipo | Efecto en $K_m$ | Efecto en $V_{\max}$
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Guía esencial de Bioquímica
Klíčové pojmy: Proteínas: estructura en cuatro niveles y relación estructura-función, Aminoácidos clasificados por propiedades de cadena lateral (hidrofóbicos, polares, cargados), Carbohidratos: monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos con funciones energéticas y estructurales, ADN y ARN: nucleótidos como unidades y pares de bases A-T (2 H) y G-C (3 H), La ecuación de Michaelis-Menten: $v = \frac{V_{\max} [S]}{K_m + [S]}$, Tipos de inhibición enzimática y sus efectos sobre $K_m$ y $V_{\max}$, Glicólisis: convierte glucosa en 2 piruvato, 2 ATP netos y 2 NADH, Técnicas de laboratorio clave: espectrofotometría, cromatografía, ELISA, PCR, Regulación enzimática: control alostérico, fosforilación y control transcripcional, Buenas prácticas de laboratorio: documentación, control de calidad y seguridad