Resumen de Química, Bioquímica y Biotecnología

## Introducción La bioquímica estudia las moléculas y reacciones que sustentan la vida: proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y carbohidratos, así como las vías metabólicas que permiten la transformación de energía y materia en las células. Este material resume conceptos clave, ejemplos clínicos y aplicaciones prácticas útiles para el autoaprendizaje. ## Principios básicos ### Biomoléculas principales - **Proteínas**: polímeros de aminoácidos con funciones estructurales, enzimáticas y de señalización. > Definición: Una proteína es una cadena de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos que adopta una estructura tridimensional necesaria para su función. - **Ácidos nucleicos**: ADN y ARN, portadores de la información genética. > Definición: El ADN es un polímero de nucleótidos que almacena información hereditaria; el ARN participa en la expresión de esa información. - **Carbohidratos**: fuente de energía y componentes estructurales (ej. glucógeno, celulosa). > Definición: Monosacáridos, disacáridos y polisacáridos que sirven como combustible y material estructural. - **Lípidos**: forman membranas y almacenan energía (fosfolípidos, triglicéridos, colesterol). > Definición: Moléculas hidrofóbicas o anfipáticas que incluyen ácidos grasos, glicerol y esfingolípidos. ### Estructura y función de proteínas - Niveles de organización: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. - Relación estructura-función: mutaciones o pH/temperatura pueden alterar la estructura y así la función. Did you know que muchas enzimas duplican su velocidad de reacción por cada aumento de temperatura de aproximadamente $10\ ^{\circ}\mathrm{C}$ dentro de su rango óptimo antes de desnaturalizarse? ## Enzimas y cinética en pocas palabras - Las enzimas **aumentan la velocidad** de reacciones al reducir la energía de activación. - Parámetros clave: constante de Michaelis-Menten $K_{M}$ y velocidad máxima $V_{\max}$. $$v = \frac{V_{\max}[S]}{K_{M} + [S]}$$ > Definición: $K_{M}$ es la concentración de sustrato a la cual la velocidad es la mitad de $V_{\max}$. Ejemplo clínico: inhibidores enzimáticos como los fármacos que inhiben la proteasa viral actúan reduciendo $V_{\max}$ o aumentando $K_{M}$ según el tipo de inhibición. ## Ácidos y bases en fisiología - El pH sanguíneo normal está alrededor de $7.35$–$7.45$. - Sistemas amortiguadores principales: bicarbonato, hemoglobina y proteínas plasmáticas. - Respuesta respiratoria ante acidosis metabólica: aumento de la ventilación para eliminar $\mathrm{CO}_{2}$ y disminuir la acidez. Did you know que el amortiguamiento por hemoglobina ocurre porque puede unir o liberar protones ($\mathrm{H}^{+}$) según el pH del medio y así ayudar a mantener el equilibrio ácido-base? Tabla comparativa: amortiguadores | Amortiguador | Mecanismo | Tiempo de acción | |---|---:|---:| | Bicarbonato | Intercambio $\mathrm{CO}_{2} \leftrightarrow$ bicarbonato | Rápido (minutos) | | Hemoglobina | Unión/liberación de $\mathrm{H}^{+}$ vinculada a transporte de O$_2$ | Rápido | | Proteínas plasmáticas | Donan o aceptan $\mathrm{H}^{+}$ | Lento (horas) | ## Técnicas bioquímicas y moleculares (aplicación clínica) - **ELISA**: detecta antígenos o anticuerpos mediante el reconocimiento específico antígeno-anticuerpo unido a una señal medible (normalmente enzimática o colorimétrica). > Definición: ELISA es una técnica que usa anticuerpos para detectar moléculas específicas en una muestra y producir una señal cuantificable. - **PCR**: amplifica muchas copias de una región específica de ADN o material genético, útil para detectar pequeñas cantidades de genoma viral o bacteriano. > Definición: PCR es la reacción en cadena de la polimerasa que replica selectivamente una secuencia objetivo de ADN. - **Anticuerpos monoclonales**: se unen de forma muy específica a un antígeno determinado, por eso son útiles en diagnóstico y terapia. Tabla: técnica vs objetivo | Técnica | Objetivo clínico | Ejemplo | |---|---:|---| | ELISA | Detección de pr