taller del modulo cinco bioquimica general y aplicada a la

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJAREA DE LA EDUCACIN, EL ARTE Y LA COMUNICACIN

CARRERA DE CULTURA FSICA

DEPORTES DE CONJUNTO: EL BALONCESTO Y SU DIDCTICA

BIOQUIMICA GENERAL Y APLICADA

COORDINADOR DRA. BLGICA E. AGUILAR A. SEPTIEMBRE FEBRERO LOJA-ECUADOR


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1. DATOS INFORMATIVOS 1.1. DENOMINACIN DELTALLER DEL MDULO CINCO: BIOQUIMICA GENERAL Y APLICADA 1.2. TIEMPO Duracin 100 horas 1.3. CREDITOS Equivalente a 6.25 crditos. 1 Crdito equivale a 32 horas globales. 1 Crdito equivale a 16 horas reales. 1 Crdito equivale a 16 horas extra aula 1.4. CORDINADORA DEL TALLER Responsable: Dra. Blgica E. Aguilar A. 1.5. COORDINADORES DEL MDULO: Lic. Nelson E. Ramn Rodrguez. Lic. Vinicio Iiguez Cabrera Duracin 250 horas, equivalente a 15,62 crditos. 1.6. TALLERES N 1. Organizacin y Gestin de Centros Escolares. Duracin 150 horas, equivalente a 9,37 crditos Responsable: Abg. Augusto Swing T. Dra. Rosa lvarez 1.7. PERIODO: Primer Quimestre Septiembre Febrero 2. PRESENTACIN Consideramos que la Bioqumica es parte fundamental del mdulo de Baloncesto por que los conocimientos que se impartir en el proceso - enseanza aprendizaje permitir combinar todos los procesos permitiendo perfeccionar en lo Tcnico, Tctico, Estratgico y Reglamentario y Metodolgico La Bioqumica Deportiva puede considerarse hoy no solo una rama de la Bioqumica Funcional sino parte integrante de la Teora de la Educacin Fsica y el Entrenamiento Deportivo, ya que en sus objetivos actuales se encuentra el estudio de las particularidades funcionales que rigen el desarrollo de los procesos metablicos durante la actividad fsica, adems tiene en cuenta la utilizacin de las leyes de la Bioqumica y el desarrollo de los procesos para incrementar la capacidad de trabajo y la recuperacin. La Bioqumica General permite partir de sus contenidos abordar los aspectos ms generales sobre las biomolculas orgnicas los mecanismos energticos y el metabolismo intermediario lograndoDra. Blgica E. Aguilar Mg.Sc. Deportologa - Hebeatra DOCENTE REA DE LA EDUCACIN ARTE Y COMUNICACIN CARRERA DE CULTURA FSICA

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establecer las bases necesarias para su aplicacin en la Bioqumica del Ejercicio Fsico. Es un gran espacio que nos lleva a conocer asuntos relacionados con la bioqumica, con certeza permite a los alumnos de la Carrera de Cultura Fsica descubrir las funciones mismas del ser humano desde lo intrincado de la bioqumica. La bioqumica estudia los seres vivientes, aplicando las tcnicas y los principios fundamentales de la qumica al anlisis de los fenmenos biolgicos. Para el que estudia bioqumica las respuestas son simples para conocer la qumica de la vida, el gran enmaraado de reacciones qumicas que ocurren dentro de la clula, estn organizados de forma de minimizar las prdidas energticas y maximizar el beneficio biolgico. De esta forma, todos los seres vivos nacen, crecen, reproducen y mueren debido a reacciones qumicas que dependen de algunos factores propios del individuo y el ambiente como la temperatura, la cantidad y calidad de los sustratos para esas reacciones, la forma de obtencin y almacenamiento de alimentos etc. Dentro de una lgica molecular, la vida viene intentando organizando el caos natural del universo y mantenerse como el fenmeno ms extraordinario que el universo, es sin duda, testimonio de los ltimos 4,5 billones de aos. Las bases de la bioqumica son la fisicoqumica y la qumica orgnica e inorgnica, el estudio de los seres vivos comprende el anlisis de su composicin y de los mecanismos que permiten sostener dicha composicin relativamente constante as como de las modificaciones que ocurren en ellos, debido a sus funciones o desarrollo en modificaciones del ambiente. Como educadora presento este taller que cubrir algunas necesidades personales y profesionales de quienes participan en este proceso Enseanza Aprendizaje. 3. DESCRIPCIN DE LA PROBLEMTICA QUE ABORDA EL MDULO CINCO El baloncesto como deporte de conjunto, en todos los niveles del Sistema Educativo Nacional, se genera como prctica parcial y asistemtico, con escaso sustento terico, tcnico y metodolgico, con bajos niveles de exigencia, no promueve el mejoramiento de la calidad de la Educacin Fsica, el deporte formativo, recreativo y el de competencia; requiere, formar profesionales especializados que sean capaces de planificar, organizar y administrar contenidos curriculares generales y especficos, que validen los procesos de enseanza aprendizaje, relacionando de manera efectiva los contenidos tericos, tcnicos y metodolgicos acorde con los requerimientos sociales locales, regionales y nacionales. 4. EL OBJETO DE TRANSFORMACIN DEL MDULO CINCO Los deportes de conjunto en general y el baloncesto en particular, en todos los niveles del Sistema Educativo Nacional, se generan como prcticas parciales y asstemticas, con dbil sustento terico, tcnico y metodolgico. poco participativas, con bajos niveles de exigencia, y, no promueven el mejoramiento de la calidad de la Cultura Fsica y Deporte educativo-formativo, el de recreacin y elDra. Blgica E. Aguilar Mg.Sc. Deportologa - Hebeatra DOCENTE REA DE LA EDUCACIN ARTE Y COMUNICACIN CARRERA DE CULTURA FSICA

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de competencia por lo que la carrera tratara de preparar a Los profesionales de CULTURA FISICA Y DEPORTES para ejecutar Procesos de Enseanza aprendizaje con dominio de conocimientos cientficos de los fundamentos tcnicos metodolgicos, con fines educativos, formativos y competitivos; as como la planificacin la organizacin administracin, evaluacin y la investigacin para el desarrollo del baloncesto acorde con los requerimientos sociales, locales, regionales y nacionales 5. OBJETIVOS 5.1. OBJETIVO GENERAL DEL MDULO Y TALLER Preparar a Los profesionales de Cultura Fsica y Deportes para ejecutar Procesos de Enseanza aprendizaje con dominio de conocimientos cientficos de los fundamentos tcnicos metodolgicos, con fines educativos, formativos y competitivos; as como la planificacin la organizacin administracin, evaluacin, gestin y la investigacin para el desarrollo del baloncesto en todas sus formas y manifestaciones. Comprender a los seres vivos como mquinas fsico-qumicas productoras de trabajo que emplean energa qumica, la descripcin del origen metablico de enfermedades congnitas que se manifiestan durante el desarrollo y que mejoran su pronstico despus de establecer una adecuada intervencin diettica y conocer las adaptaciones fisiolgicas y bioqumicas del ejercicio y del entrenamiento fsico. 5.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS DEL MDULO CINCO Y TALLER. Facilitar procesos de anlisis y discusin a fin de que los futuros profesionales especializados en Cultura Fsica y Deportes desarrollen habilidades y destrezas para manejar el Proceso Enseanza Aprendizaje de los fundamentos tcnicos y metodolgicos con fines educativos, formativos y de competencia Integrar al profesional de Cultura Fsica y Deportes en el desarrollo de procesos de planificacin, organizacin, administracin, evaluacin e investigacin del baloncesto educativo, formativo, y competitivo. Destacar que la Bioqumica implica el estudio de la qumica desde el anlisis de los Fenmenos biolgicos. Conocer las bases bioqumicas de cmo est formado el cuerpo humano. Comprender como la bioqumica es importante para los cultores y preparadores fsicos y los entrenadores. Aplicar mtodos bsicos de exploracin funcional y anlisis bioqumico de los diferentes sistemas y aparatos e interpretar sus resultados en relacin con el desarrollo y el deporte. Aplicar conocimientos bioqumicos y fisiolgicos para la posterior comprensin de la fisiopatologa y los mecanismos de produccin de la enfermedad, as como los medios para el mantenimiento y prevencin de la salud en el deportista y durante el desarrolloDra. Blgica E. Aguilar Mg.Sc. Deportologa - Hebeatra DOCENTE REA DE LA EDUCACIN ARTE Y COMUNICACIN CARRERA DE CULTURA FSICA

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6. PRCTICAS PROFESIONALES ALTERNATIVAS DEL MDULO CINCO El Egresado en el Programa Carrera de Cultura Fsica y Deportes es un profesional que: Orienta y ayuda al alumno en su desarrollo integral, ofreciendo experiencias de aprendizaje que posibiliten el ejercicio de su libre autonoma y, el acceso responsable al campo social. Coadyuva al perfeccionamiento de la formacin fsica de base, de la habilidad psico-motriz especfica y la formacin motriz general vinculado al deporte formativo-educativo, de competencia como base del deporte de alto rendimiento y a la cultura fsica de masas. Desarrollo a travs de las actividades gimnsticas, generales y recreativas, procesos que supervivan en el individuo despus de la escuela, colegio y universidad, vale decir una educacin del movimiento para la vida. Desarrolla procesos metdicos-sistemticos que permitan identificar situaciones problemas relacionadas con la biodinmica en las esferas pblicas, semipblicas y privada, a fin de impulsar programas de prevencin y recuperacin. Disea, ejecuta y evala proyectos de investigacin en los mbitos educativos para atender el Sistema Enseanza Nacional. 7. PERFIL PROFESIONAL QUE CUBRE EL MDULO CINCO El perfil profesional propuesto en la carrera, conlleva a que el egresado de Cultura Fsica y Deportes forme las capacidades en los mbitos de: Cientfico: Conocimiento sobre la morfofisiologa del cuerpo humano Docencia: Conocimientos pedaggicos, didcticos y psicolgicos de la actividad educativo-fsica. Conocimientos sobre las relaciones de desarrollo y adaptacin del individuo al medio ambiente. Tcnico: Tcnicas para fomentar y desarrollar el deporte como mecanismo de higiene mental, y formacin psquica de la persona. Administrativo: Que pueda reconocer, analizar y definir alternativas para atender los requerimientos sociales de entidades y organismos afines con la profesin. Comunitario: Conocimientos sobre las relaciones de desarrollo y adaptacin del individuo al medio ambiente 8. DESCRIPCIN DEL PROCESO DE INVESTIGACIN DEL MDULO CINCO Primer Momento.

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Anlisis de las prcticas y campo profesional del Docente especializado en Cultura Fsica con referencia especfica al baloncesto educativo formativo, y competitivo. Recoleccin de la informacin emprica relacionada con la problemtica seleccionada por cada grupo. Caracterizacin de los problemas que forman parte del Objeto de Transformacin del mdulo. Situacin tcnica, metodolgica especializada y su incidencia en el baloncesto formativo educativo y competitivo. Segundo Momento. Elaboracin de la matriz de consistencia lgica del proceso a investigar considerando las problemticas seleccionadas. Definicin y aplicacin de las estrategias metodolgicas de la investigacin Anlisis crtico de los datos empricos y los elementos terico-conceptuales obtenidos sobre el OT y sobre los que los alumnos elaboran conocimientos, principios generales, conclusiones individuales, consensos y acuerdos colectivos. Tercer momento. Construccin de las conclusiones sobre la problemtica. Contrastacin de los datos empricos. Elaboracin y socializacin del informe final Planteamiento de propuestas alternativas Socializacin y devolucin de la investigacin a la institucin o grupos sociales investigados. 9. REFERENTES TERICOS Y ACTIVIDADES PRCTICAS DEL TALLER 1. INTRODUCCIN A LA BIOQUIMICA 2. Introduccin a las Bio-molculas y al Metabolismo a. Estructura de las clulas procarticas. b. Principales bioelementos y bio-molculas que intervienen en los procesos metablicos. 3. El agua a. Estructura de la molcula del agua. b. Propiedades fisicoqumicas del agua. c. Relevancia Los amortiguadores en los sistemas biolgicos. 4. Aminocidos a. Estructura y clasificacin de los aminocidos. b. Estereo ismeros y propiedades pticas de los aminocidos. c. Ionizacin de los aminocidos y propiedades cido-base. Curva de titulacin. d. Propiedades qumicas de los aminocidos. 5. Pptidos y protenas. a. Estructura y caractersticas del enlace peptdico.Dra. Blgica E. Aguilar Mg.Sc. Deportologa - Hebeatra DOCENTE REA DE LA EDUCACIN ARTE Y COMUNICACIN CARRERA DE CULTURA FSICA

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b. Pptidos con actividad biolgica oxitocina, glutatin, factor liberador de las gonadotropinas, etc. c. Niveles estructurales de las protenas. d. Clasificacin de las protenas: estructurales, catalticas, de defensa, de transporte, etc. e. Propiedades fsicas y qumicas de las protenas (cido-base, solubilidad, etc.). 6. Enzimas y cintica enzimtica. a. Concepto de enzima. b. Propiedades de las enzimas (centro activo y especificidad por el sustrato, requerimiento de coofactores y coenzimas, las vitaminas como coenzimas, isoenzimas, etc.). c. Clasificacin de las enzimas (deshidrogenasas, hidrolasas, cinasas, etc.). d. Regulacin de la actividad enzimtica (efecto de temperatura, pH, fuerza inica, concentracin de sustrato, inhibidores, etc.). e. Cintica enzimtica. f. Conceptos de Bioenergtica. g. Energa libre de Gibbs. h. Energa libre y la constante de equilibrio de los sistemas biolgicos. Procesos endergnicos y exergnicos. i. Biomolculas de alta energa (ATP, fosfoenolpiruvato, etc.). j. Reacciones acopladas. k. Ecuacin de Michaelis-Menten, Km Vmax. l. Mtodos grficos de Lineweaver-Burk y Eddie Hofstee. m. Inhibicin enzimtica: inhibicin reversible: competitiva, no competitiva y acompetitiva, inhibicin irreversible. n. Regulacin enzimtica. o. Alosterismo: inhibidores y activadores. p. Proenzimas. q. Mecanismos de catlisis enzimtica (cido-base, xido-reduccin. etc.). 7. Carbohidratos. a. Clasificacin de los carbohidratos (con base en su nmero de tomos de carbono, su grupo funcional, el nmero de unidades). b. Estructura de los monosacridos. c. Estructura y propiedades de los disacridos. d. Estructura e importancia biolgica de los polisacridos. e. Proteoglicanos, glucoprotenas y glucolpidos. 8. Lpidos. a. Clasificacin de los lpidos. b. cidos grasos. Estructura y propiedades. c. Acetilglicridos. Estructura y propiedades.Dra. Blgica E. Aguilar Mg.Sc. Deportologa - Hebeatra DOCENTE REA DE LA EDUCACIN ARTE Y COMUNICACIN CARRERA DE CULTURA FSICA

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d. Ceras. Lpidos estructurales. Membranas. e. Lipoprotenas. f. Separacin y anlisis de lpidos. 9. Nucletidos. a. Estructura qumica de las bases pricas y pirimdicas. b. Nuclesidos (enlace N-glucosdico). c. Nucletidos (enlace fosfoster). d. Nucletidos que no forman cidos nucleicos. 10. Bioenergtica y Bioqumica aplicada al ejercicio. a. Sistemas Bioenergticos b. Evaluaciones fisiolgicas de laboratorio y campo. c. Evaluacin de aptitudes fsicas en distintas poblaciones. d. Pruebas de Ejercicio Cardiopulmonar. e. Bases biolgicas del entrenamiento aerbico, anaerbico, de fuerza y musculacin, de velocidad y de potencia, y de flexibilidad. Nios, Salud, Educacin Fsica y Deportes. 10. PRCTICAS PRE PROFESIONALES O PASANTAS Y ACTIVIDADES DE VINCULACIN CON LA COLECTIVIDAD DEL MDULO CINCO El egresado en el Programa Carrera de Cultura. Fsica y Deportes es un profesional que: Orienta y ayuda al alumno en su desarrollo integral, ofreciendo experiencias de aprendizaje que posibiliten el ejercicio de su libre autonoma y, el acceso responsable al campo social. Coadyuva al perfeccionamiento de la formacin fsica de base, de la habilidad psico-motriz especfica y la formacin motriz general vinculado al deporte formativo-educativo, de competencia como base del deporte de alto rendimiento y a la cultura fsica de masas. Desarrollo a travs de las actividades del baloncesto, generales y recreativas, procesos que supervivan en el individuo despus de la escuela, colegio y universidad, vale decir una educacin del movimiento para la vida. Desarrolla procesos metdicos-sistemticos que permitan identificar situaciones problemas relacionadas con la biodinmica en las esferas pblicas, semipblicas y privada, a fin de impulsar programas de prevencin y recuperacin. Disea, ejecuta y evala proyectos de investigacin en los mbitos educativos para atender el Sistema Enseanza Nacional. Convenios con Instituciones Pblicas, Semipblicas, Privadas y organizaciones barriales con el objeto de masificar la recreacin y la utilizacin del tiempo libre. Ayudantas con centros de Educacin Especial, tales como la Escuela de Ciegos Byron Eguiguren, DINARIN, entre otros, con la prctica yDra. Blgica E. Aguilar Mg.Sc. Deportologa - Hebeatra DOCENTE REA DE LA EDUCACIN ARTE Y COMUNICACIN CARRERA DE CULTURA FSICA

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masificacin deportiva en las disciplinas de: Atletismo, Baloncesto, ftbol, gimnasia y natacin. 11. METODOLOGA En el proceso operativo del mdulo se considerar las principales funciones de la Universidad como son: Investigacin-desarrollo, formacin de recursos humanos, y la vinculacin con la colectividad, para conseguir esta finalidad en la formacin de los profesionales especializados, estas funciones interactuarn y se convertirn en los primeros y principales apoyos para la obtencin de aprendizajes significativos. Se priorizar las tcnicas y las estrategias del aprendizaje activo y grupal. El mdulo sin duda tiene como eje dinamizador el proceso investigativo, que ser abordado en tres momentos: 1. Problematizacin del Objeto de Transformacin. Considerando los contenidos planteados, los estudiantes debern realizar la revisin bibliogrfica, elaboracin de fichas de resumen, diario de campo, y anlisis sobre los fundamentos bsicos de las prcticas profesionales 2. Se trabajara en la elaboracin de contenidos terico tcnicos del baloncesto educativo, formativo, y competitivo segn la temtica de la investigacin seleccionada por el docente coordinador del modulo y estudiantes. 3. Se elaborarn los instrumentos de la investigacin de campo, es decir; encuestas, entrevistas o guas de observacin conforme a la gua del OT. As como la elaboracin de un plan de entrenamiento grafico y escrito del baloncesto. 4. Informes, socializacin, y propuestas alternativas 12. PRODUCTOS ACREDITABLES DEL TALLER Los productos acreditables del taller son el resultado del proceso acadmico investigativo, que sern evaluados, acreditados y calificados en forma permanente, sistemtica e integral cuyas evidencias de aprendizaje se lograra a travs de las estrategias metodolgicas planificadas para el taller, se tomara en cuenta dos aspectos: Dominio de conocimientos tericos Dominio de los conocimientos prcticos Manejo de los contenidos tericos -prcticas estudiadas en los diferentes momentos del taller, se evidenciara. Pruebas de conocimientos orales y escritas Ensayos demostraciones y exposiciones Participacin individual y grupal referida a : o Contribucin oportuna, pertinente y fundamentada 13. CRITERIOS PARA LA EVALUACIN, ACREDITACIN Y CALIFICACIN, DE ACUERDO A LO QUE SE ESTABLECE EN EL PRESENTE REGLAMENTO DE RGIMEN ACADMICO DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJADra. Blgica E. Aguilar Mg.Sc. Deportologa - Hebeatra DOCENTE REA DE LA EDUCACIN ARTE Y COMUNICACIN CARRERA DE CULTURA FSICA

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La evaluacin es de carcter permanente, el estudio de cada uno de los documentos propuestos concluye con la sistematizacin y exposicin de la sntesis y la aplicacin en el proceso de investigacin. Las evaluaciones parciales se harn al concluir cada momento de la investigacin a travs del avance del proceso. La evaluacin final se realizar al concluir el mdulo a travs de la presentacin del proyecto de mejoramiento de las prcticas del Baloncesto en Loja y la sustentacin y socializacin ante los actores que han intervenido en el proceso. La acreditacin tiene que ver con los trabajos individuales y grupales relacionados con la perspectiva de avanzar fundamentalmente en el proceso de construccin de nuevos conocimientos. A nivel de la Carrera, en el Taller como parte del Mdulo, los productos que sern acreditados son: PROCESO ENSEANZA APRENDIZAJE: 50 % Trabajo Grupal 10 % Trabajo Individual 10 % Tareas y Reportes 10 % Prctica de Valores 10 % Asistencia y Puntualidad 10 % PRCTICA Y DOMINIO DE FUNDAMENTOS 50 % Exmenes escritos y orales 30% Ensayos, Demostraciones y Exposiciones 20 % 14. EQUIPO DOCENTE Para la operatividad del Mdulo, la Planta Docente est integrada de la siguiente manera: COORDINADORA DEL TALLER DE BIOQUIMICA GENERAL Y APLICADA Responsable: Dra. Blgica Aguilar COORDINADORES DE MDULO: Responsable: Lic. Nelson E. Ramn Rodrguez y Lic. A. Vinicio Iiguez C. COORDINADORES DE TALLERES: Organizacin y Gestin de Centros Escolares: Responsable: Abg. Augusto Swing T. Dra. Rosa Alvarez T. 15. BIBLIOGRAFA 1. Thayer, R. E., Rice, C. L. Pettigrew, F. P. et al. The Fibre Composition of Skeletal Muscle, In: Principles of Exercise Biochemistry, 2nd ed. rev. (J. P. Poortmans, ed) Bruselas, Karger, 1993. 2. Bullock, J., Boyle, J. III, & Wang, M. B. (Eds.) (1984). Biochemistry: The National Medical Series for Independent Study (pp) Pennsylvania: Harwal Publishing Company.Dra. Blgica E. Aguilar Mg.Sc. Deportologa - Hebeatra DOCENTE REA DE LA EDUCACIN ARTE Y COMUNICACIN CARRERA DE CULTURA FSICA

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3. Garrison, r. H., Jr., 6 Somer, e. (1985). The Nutrition Desk Reference. (NDR) Connecticut: Keats Publishing, Inc. 4. Gonzlez - Ruano, E. (1986). Alimentacin del atleta. Madrid, Espaa: Editorial Marban, S.A. 5. Guthrie, H. A. (1989) Introductor y Nutrition (5ta. Ed). St Louis: The C.V. Mosby Co. 6. Guyton, A. (1977) Tratado de Fisiologa Mdica (5ta. Ed.) Mxico: Nueva Editorial Interamericana. 7. Kerschner, V, L. (1984) Nutricin y Teraputica Diettica. Mxico: Editorial el Manual Moderno. 8. Mitchell, H.S., Rynbergen, H.J., Anderson, L., & Diblle, M. V. (1978). Nutricin y Dieta de Cooper (16ma. Ed) Mxico: Editorial Interamericana. 9. Scheider, W. (1985) Nutricin: Conceptos Bsicos y Aplicaciones. Mxico: McGraw Hill. 10. Suiter, C. W. & Crowleu, M. F. (1984) Nutricin: Principles and Application in Health Promotion (2da. Ed.). Philadelphia: J.B. Lippincott Company. 11. Terrados C. N. (1992) Metabolismo energtico durante la actividad fsica. En J. Gallego Gonzlez (Ed) Fisiologa de la actividad Fsica y del deporte. Madrid: McGrraw Hill Interamericana de Espaa. 12. West, J. B. (1986) Best y Taylor Fisiolgicas de la Prctica Mdica. (11ma. Ed) Buenos Aires: Editorial Mdica Panamericana. 13. Williams, S. R. (1985) Nutrition and Diet Therapy. St Louis: times Mirror/Mosby College Publishing Co. 14. Zamora Navarro, S, Snchez de Medina, F. Gil Hernndez, A, Antonio, J., & Prez M. (1992) Nutricin y diettica en la actividad fsica. En: J. Gallego Gonzlez (Ed) Fisiologa de la Actividad Fsica y del Deporte. Madrid: McGraw-Hill- Interamericana. Espaa. 1992.

16. MATRIZ DE DESARROLLO DEL TALLER


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PERIODOS MOMENTO UNO Septiembre octubre1. 2. a. 3. a. 4. a.

REFERENTES TERICO- PRCTICOS. Introduccin a la Bioqumica Introduccin a las Bio-molculas y al Metabolismo Estructura de las clulas procarticas. Principales bioelementos y biomolculas que intervienen en los procesos metablicos. El agua Estructura de la molcula del agua. Propiedades fisicoqumicas del agua. Relevancia Los amortiguadores en los sistemas biolgicos. Aminocidos Estructura y clasificacin de los aminocidos. Estereo ismeros y propiedades pticas de los aminocidos. Ionizacin de los aminocidos y propiedades cido-base. Curva de titulacin. Propiedades qumicas de los aminocidos. Pptidos y protenas. Estructura y caractersticas del enlace peptdico. Pptidos con actividad biolgica oxitocina, glutatin, factor liberador de las gonadotropinas, etc. Niveles estructurales de las protenas. Clasificacin de las protenas: estructurales, catalticas, de defensa, de transporte, etc. Propiedades fsicas y qumicas de las protenas (cido-base, solubilidad, etc.). Enzimas y cintica enzimtica. Concepto de enzima. Propiedades de las enzimas (centro activo y especificidad por el sustrato, requerimiento de coofactores y coenzimas, las vitaminas como coenzimas, isoenzimas, etc.). Clasificacin de las enzimas (deshidrogenasas, hidrolasas, cinasas, etc.). Regulacin de la actividad enzimtica (efecto de temperatura, pH, fuerza inica, concentracin de sustrato, inhibidores, etc.). Cintica enzimtica. Conceptos de Bioenergtica. Energa libre de Gibbs. Energa libre y la constante de equilibrio de los sistemas biolgicos. Procesos endergnicos y exergnicos. Biomolculas de alta energa (ATP, fosfoenolpiruvato, etc.). Reacciones acopladas. Ecuacin de Michaelis-Menten, Km V max. Mtodos grficos de Lineweaver-Burk y Eddie Hofstee. Inhibicin enzimtica: inhibicin reversible: competitiva, no competitiva y acompetitiva, inhibicin irreversible. Regulacin enzimtica. Alosterismo: inhibidores y activadores. Proenzimas. Mecanismos de catlisis enzimtica (cido-base, xido-reduccin. etc.).

ESTRATEGIAS DIDCTICAS. Conferencias foro. Lectura comentada del material bibliogrfico. Ampliacin de bibliografa. Discusin en grupos. Exposicin en plenaria. Elaboracin de reportes tericos. Descripcin de observaciones.

EVALUACIN Participacin individual Participacin grupal Presentacin de reportes Trabajo Prctico.

5. a.

6. a.

b.

c.


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PERIODOS MOMENTO DOS Noviembre Diciembre1.

REFERENTES TERICO- PRCTICOS. Carbohidratos. a. Clasificacin de los carbohidratos (con base en su nmero de tomos de carbono, su grupo funcional, el nmero de unidades). b. Estructura de los monosacridos. c. Estructura y propiedades de los disacridos. d. Estructura e importancia biolgica de los polisacridos. e. Proteoglicanos, glicoprotenas y glucolpidos. 2. Lpidos. a. Clasificacin de los lpidos. b. cidos grasos. Estructura y propiedades. Acetilglicridos. Estructura y propiedades. c. Ceras. Lpidos estructurales. Membranas. d. Lipoprotenas. e. Separacin y anlisis de lpidos.


EVALUACIN Participacin individual Participacin grupal Presentacin de reportes

Trabajo Prctico.


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PERIODOS MOMENTO TRES Enero Febrero

REFERENTES TERICO- PRCTICOS. 1. Nucletidos. a. Estructura qumica de las bases pricas y pirimdicas. b. Nuclesidos (enlace N-glucosdico). c. Nucletidos (enlace fosfoster). Nucletidos que no forman cidos nucleicos. 2. Bioenergtica y Bioqumica aplicada al ejercicio. a. Sistemas Bioenergticos b. Evaluaciones fisiolgicas de laboratorio y campo. Evaluacin de aptitudes fsicas en distintas poblaciones. c. Pruebas de Ejercicio Cardiopulmonar. d. Bases biolgicas del entrenamiento aerbico, anaerbico, de fuerza y musculacin, de velocidad y de potencia, y de flexibilidad. Nios, Salud, Educacin Fsica y Deportes.


EVALUACIN Participacin individual Participacin grupal Presentacin de reportes

Trabajo Prctico.


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17. MATRIZ DE DESARROLLO DEL MDULO.PROCESO INVESTIGATIVO MOMENTO UNO. 1.-Anlisis de las prcticas y campo profesional del Docente Especializado en Cultura Fsica con referencia especfica el baloncesto educativo, formativo y de competencia. 2.- Recoleccin de Informacin Emprica relacionada con la problemtica seleccionada por cada grupo. 3.- Caracterizacin de los problemas que formen parte del objeto de transformacin del modulo. 4.Situacin tcnica, metodologa especializada y su incidencia en el baloncesto formativo, educativo y competitivo. CONTENIDOS. Organizacin, Control del Proceso investigativo. Proceso socio-histrico del baloncesto. Aspectos didcticos. Simbologa y graficacin. Aspectos didcticos aplicados al baloncesto. Metodologa, conceptos generales. Mtodos para la enseanza del baloncesto. Desarrollo de Capacidades coordinativas aplicadas al baloncesto. Evaluacin Fsico- tcnica. Elaboracin de Material Didctico. CONTENIDOS. Desarrollo de capacidades condicionales o biomotoras aplicadas al baloncesto. Tcnica defensiva, clasificacin, proceso tcnico- metodolgico. Tcnica ofensiva, clasificacin: posicin Bsica, tcnica de los desplazamientos. Proceso tcnico metodolgico. ACTIVIDADES. Encuadre y acuerdos. Analizan y estudian los procesos de formacin profesional y su campo profesional. Anlisis crtico de documentos y conferencias. Aplicacin en experiencias fsicas, tcnicas y metodolgicas. Aplicacin de metodologas para el desarrollo de mtodos y medios Actividades destinadas a la elaboracin de materiales para la prctica del baloncesto en sus diferentes etapas. ACTIVIDADES. Participan, en el anlisis y estudio de los procesos de formacin profesional en base a sus condiciones y aptitudes individuales y grupales. Analizan crticamente documentos, conferencias y exposiciones. Aplicacin en experiencias fsicotcnicas y metodolgicas. PRODUCTOS ACREDITABLES. Asistencia. Lectura, reportes. subrayado y

Elaboracin de mapas conceptuales como base para las exposiciones posteriores Propuestas prcticas ejemplificadas. Participacin activa. Entrega recepcin de materiales acreditables para la prctica.

PROCESO INVESTIGATIVO MOMENTO DOS 1.- Elaboracin de la matriz de consistencia lgica del proceso a investigar considerando las problemticas seleccionadas. 2.- Definicin y aplicacin de las estrategias metodolgicas de la investigacin.

PRODUCTOS ACREDITABLES. Asistencia y participacin. Investigacin, elaboracin de documentos, exposicin y entrega. Nota: En las exposiciones se considerar material didctico. Contenido cientfico y metodolgico del documento y la calidad de la exposicin.


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3.- Anlisis crtico de los datos empricos y los elementos TericoConceptuales obtenidos sobre el OT

PROCESO INVESTIGATIVO MOMENTO TRES. Determinacin de alternativas. Construccin de las conclusiones sobre la problemtica. Contrastacin empricos. de los datos

Elaboracin y socializacin del informe final. Planteamiento de Propuestas Alternativas.

Tcnica del manejo del baln, clasificacin: el agarre: el pase, el regate, el tiro. Proceso tcnico metodolgico. Elaboracin de material didctico. CONTENIDOS. Tctica Individual, de grupo y de equipo. Sistemas de juego ofensivo y defensivo. Direccin de equipo. Reglamento simplificado del baloncesto (interpretacin. Elaboracin de material didctico. Mesa de control y Mecnica de Arbitraje. Planificacin del entrenamiento deportivo aplicado al baloncesto. Socializacin del trabajo de investigacin final, con propuestas y alternativas que generen cambios sustanciales en el OT.

Elaboracin didctico.

de

material

Trabajos prcticos individuales y grupales Entrega, recepcin de materiales acreditables para la prctica. PRODUCTOS ACREDITABLES. Asistencia y participacin. Investigacin, elaboracin de documentos, exposicin y entrega. Nota: En las exposiciones se considerar material didctico. Contenido cientfico y metodolgico del documento y la calidad de la exposicin. Trabajos prcticos individuales y grupales Entrega recepcin de materiales acreditables para la prctica.

ACTIVIDADES. Participan, analizan y estudian los procesos de formacin profesional en base a sus condiciones y aptitudes individuales y grupales. Analizan documentos, exposiciones. crticamente conferencias y

Aplicacin en experiencias fsicotcnicas y metodolgicas. Participacin en la socializacin de los dos paralelos Elaboracin de material didctico

TCNICA OFENSIVA / TCNICA DEFENSIVA / TCTICA OFENSIVA Y DEFENSIVA / ESTRATEGIA OFENSIVA Y DEFENSIVA. MEDIOS DEL ENTRENAMIENTO. ORGANIZACIN DE LOS MEDIOS DEL ENTRENAMIENTO; LA PROGRAMACIN. ESTADSTICAS.


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Dra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 17


INTRODUCCIN A LA BIOQUMICA La Bioqumica, es el estudio de las sustancias presentes en los organismos vivos y de las reacciones qumicas en las que se basan los procesos vitales. Esta ciencia es una rama de la Qumica y de la Biologa. El prefijo bio- procede de bios, trmino griego que significa vida. Su objetivo principal es el conocimiento de la estructura y comportamiento de las molculas biolgicas, que son compuestos de carbono que forman las diversas partes de la clula y llevan a cabo las reacciones qumicas que le permiten crecer, alimentarse, reproducirse y usar y almacenar energa. La clula contiene un gran nmero de molculas. La estructura de cada molcula determina la reaccin qumica en la que interviene y, por tanto, el papel que desempea en los procesos vitales celulares. Los tipos ms importantes de molculas biolgicas son los cidos nuclicos, las protenas, los hidratos de carbono y los lpidos. Los cidos nuclicos son responsables del almacenamiento y transferencia de la informacin gentica. Son molculas grandes formadas por cadenas largas de unas subunidades llamadas nucletidos, que se disponen segn una secuencia exacta. Cada nucletido est formado por una molcula de azcar, un grupo fosfato y uno de 4 posibles compuestos nitrogenados llamados bases. Estas subunidades, son "ledas" por otros componentes de las clulas y utilizadas como patrones para la fabricacin de protenas. Las protenas son molculas grandes formadas por pequeas subunidades denominadas aminocidos. Utilizando slo 20 aminocidos distintos, la clula elabora miles de protenas diferentes, cada una de las cuales desempea una funcin altamente especializada. Las protenas ms interesantes para los bioqumicos son las enzimas, molculas "trabajadoras" de las clulas. Estas enzimas actan como promotores o catalizadores de las reacciones qumicas. Los hidratos de carbono son las molculas energticas bsicas de la clula. Contienen proporciones aproximadamente iguales de carbono e hidrgeno y oxgeno. Las plantas verdes, algunas bacterias, protozoos y algas utilizan el proceso de la fotosntesis para formar hidratos de carbono simples (azcares) a partir de dixido de carbono, agua y luz solar. Los animales, sin embargo, obtienen sus hidratos de carbono de los alimentos. Una vez que la clula posee hidratos de carbono, puede romperlos para obtener energa qumica o utilizarlos como base para producir otras molculas. Los lpidos son sustancias grasas que desempean diversos papeles en la clula. Algunos se almacenan para ser utilizados como combustible de alto valor energtico, mientras que otros se emplean como componentes esenciales de la membrana celular. Las clulas tienen tambin muchos otros tipos de molculas. Estos compuestos desempean funciones muy diversas, como el transporte de energa desde una zona de la clula a otra, el aprovechamiento de la energa solar para conducir reacciones qumicas, y como molculas colaboradoras (cofactores) en las acciones enzimticas.Dra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 18


Todas stas, y la misma clula, se hallan en un estado de variacin constante. De hecho, una clula no puede mantenerse viva a menos que est continuamente formando y rompiendo protenas, hidratos de carbono y lpidos; reparando los cidos nucleicos daados y utilizando y almacenando energa. El conjunto de estos procesos activos y dependientes de la energa se denomina metabolismo. Uno de los objetivos principales de la bioqumica es conocer el metabolismo lo suficiente como para predecir y controlar los cambios celulares. Los estudios bioqumicos han permitido avances en el tratamiento de muchas enfermedades metablicas, en el desarrollo de antibiticos para combatir las bacterias, y en mtodos para incrementar la productividad industrial y agrcola. Estos logros han aumentado en los ltimos aos con el uso de tcnicas de ingeniera gentica.



1. INTRODUCCIN A LAS BIO-MOLCULAS Y AL METABOLISMO 1.1. ESTRUCTURA DE LAS CLULAS PROCARITICAS. Las clulas procariotas son pequeas y menos complejas que las eucariotas. Contienen ribosomas pero carecen de sistemas de endomembranas (esto es, orgnulos delimitados por membranas biolgicas, como puede ser el ncleo celular). Por ello poseen el material gentico en el citosol. Sin embargo, existen excepciones: algunas bacterias fotosintticas poseen sistemas de membranas internos. Por lo general podra decirse que los procariotas carecen de citoesqueleto. Sin embargo se ha observado que algunas bacterias, como Bacillus subtilis, poseen protenas tales como MreB y mbl que actan de un modo similar a la actina y son importantes en la morfologa celular. De gran diversidad, los procariotas sustentan un metabolismo extraordinariamente complejo, en algunos casos exclusivos de ciertos taxa, como algunos grupos de bacterias, lo que incide en su versatilidad ecolgica. Las procariotas se clasifican, segn Carl Woese, en arqueas y bacterias. 1.1.1. ARQUEAS

ARQUEAS Las arqueas poseen un dimetro celular comprendido entre 0,1 y 15 m, aunque las formas filamentosas pueden ser mayores por agregacin de clulas. Presentan multitud de formas distintas: incluso las hay descritas cuadradas y planas. Las arqueas, al igual que las bacterias, no tienen membranas internas que delimiten orgnulos. Como todos los organismos presentan ribosomas, pero a diferencia de los encontrados en las bacterias que son sensibles a ciertos agentes antimicrobianos, los de las arqueas, ms cercanos a los eucariotas, no lo son. La membrana celular tiene una estructura similar a la de las dems clulas, pero su composicin qumica es nica, con enlaces tipo ter en sus lpidos. Casi todas las arqueas poseen una pared celular (algunos Thermoplasma son la excepcin) de composicin caracterstica, por ejemplo, no contienen peptidoglicano (murena), propio de bacterias. No obstante puedenDra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 20


clasificarse bajo la tincin de Gram, de vital importancia en la taxonoma de bacterias; sin embargo, en arqueas, poseedoras de una estructura de pared en absoluto comn a la bacteriana, dicha tincin es aplicable pero carece de valor taxonmico. El orden Methanobacteriales tiene una capa de pseudomurena, que provoca que dichas arqueas respondan como positivas a la tincin de Gram. Como en casi todos los procariotas, las clulas de las arqueas carecen de ncleo, y presentan un slo cromosoma circular. Existen elementos extracromosmicos, tales como plsmidos. Sus genomas son de pequeo tamao, sobre 2-4 millones de pares de bases. Tambin es caracterstica la presencia de ARN polimerasas de constitucin compleja y un gran nmero de nucletidos modificados en los cidos ribonucleicos ribosomales. Por otra parte, su ADN se empaqueta en forma de nucleosomas, como en los eucariotas, gracias a protenas semejantes a las histonas y algunos genes poseen intrones. Pueden reproducirse por fisin binaria o mltiple, fragmentacin o gemacin. 1.1.2. BACTERIAS

BACTERIAS

Las bacterias son organismos relativamente sencillos, de dimensiones muy reducidas, de apenas unas micras en la mayora de los casos. Como otros procariotas, carecen de un ncleo delimitado por una membrana, aunque presentan un nucleoide, una estructura elemental que contiene una gran molcula generalmente circular de ADN. Carecen de ncleo celular y dems orgnulos delimitados por membranas biolgicas. En el citoplasma se pueden apreciar plsmidos, pequeas molculas circulares de ADN que coexisten con el nucleoide y que contienen genes: son comnmente usados por las bacterias en la parasexualidad (reproduccin sexual bacteriana). El citoplasma tambin contiene ribosomas y diversos tipos de grnulos. En algunos casos, puede haber estructuras compuestas por membranas, generalmente relacionadas con la fotosntesis. Poseen una membrana celular compuesta de lpidos, en forma de una bicapa y sobre ella se encuentra una cubierta en la que existe un polisacrido complejo denominado peptidoglicano; dependiendo de su estructura y subsecuente su respuesta a la tincin de Gram, se clasifica a las bacterias en Gram positivas y Gram negativas. El espacio comprendido entre la membrana celular y la pared celular (o la membrana externa, si sta existe) se denomina espacio periplsmico. Algunas bacterias presentan una cpsula. Otras son capaces de generar endosporas (estadios latentes capaces deDra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 21


resistir condiciones extremas) en algn momento de su ciclo vital. Entre las formaciones exteriores propias de la clula bacteriana destacan los flagelos (de estructura completamente distinta a la de los flagelos eucariotas) y los pili (estructuras de adherencia y relacionadas con la parasexualidad). La mayora de las bacterias disponen de un nico cromosoma circular y suelen poseer elementos genticos adicionales, como distintos tipos de plsmidos. Su reproduccin, binaria y muy eficiente en el tiempo, permite la rpida expansin de sus poblaciones, generndose un gran nmero de clulas que son virtualmente clones, esto es, idnticas entre s. 1.2. PRINCIPALES BIOELEMENTOS Y BIO-MOLCULAS QUE INTERVIENEN EN LOS PROCESOS METABLICOS. Ningn elemento qumico es exclusivo de los seres vivos y todos se encuentran tambin en la Naturaleza. Sin embargo, hay slo 27 que forman parte permanente de la vida y otros 60 pueden aparecer ocasionalmente. Estos elementos se denominan elementos biognicos o biolementos. Segn su importancia y abundancia se clasifican en: Elementos plsticos primarios: carbono, hidrgeno, oxgeno y nitrgeno. Representan algo ms del 96% del peso de cualquier organismo. Son elementos imprescindibles para la creacin de materia orgnica Elementos secundarios indispensables: fsforo, azufre, sodio, potasio, calcio, magnesio y cloro. Constituyen el 3% en peso aproximadamente. Son bioelementos necesarios para la vida de la clula. Oligoelementos o elementos traza: Adems de los sealados existen otros que son necesarios para el funcionamiento celular y que en conjunto representan menos del 1%. No todos forman parte de los seres vivos. Cabe citar por ejemplo el hierro, cinc, bromo, yodo y silicio.

Al contrario que en los seres inertes, donde el silicio es la base, en los seres vivos se utiliza la qumica del carbono por varias razones: 1. Al tener peso atmico bajo permite enlaces covalentes estables, pero no tanto para impedir las reacciones metablicas. 2. La estructura del tomo de carbono permite conseguir largas cadenas ramificadas que pueden romperse con facilidad. 3. Los tomos de carbono se unen con facilidad al nitrgeno, hidrgeno, oxgeno y azufre, facilitando as la unin de diferentes grupos funcionales. FUNCIN DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS: El carbono y el hidrgeno constituyen la estructura bsica de las molculas orgnicas y, junto al oxgeno, son los principales componentes. El nitrgeno participa en la construccin de



protenas y cidos nucleicos. El fsforo forma parte de los cidos nucleicos y sus enlaces son utilizados en la obtencin de energa. El azufre constituye parte de la mayora de las protenas. FUNCIN DE LOS BIOELEMENTOS SECUNDARIOS: El resto de bioelementos secundarios se encuentran en el interior de la clula disociados como iones. El sodio potasio y cloro participan en mantener el grado de salinidad as como en el impulso nervioso. El calcio acta como constitutivo de estructuras esquelticas, en el mecanismo de contraccin muscular y en la coagulacin entre otros procesos. El magnesio es imprescindible para la accin cataltica de muchas enzimas. FUNCIN DE LOS OLIGOELEMENTOS: Son necesarios para el funcionamiento de la clula y suelen asociarse a enzimas. El hierro participa en los procesos redox de la cadena respiratoria y forma parte de la hemoglobina. El cobre forma parte de mltiples enzimas de oxidacin. El cobalto y el molibdeno forman parte de coenzimas. El yodo es fundamental para la hormona del tiroides y el flor en la formacin de los dientes. 1.2.1. LAS BIOMOLCULAS

Los tomos de los diferentes bioelementos se combinan para formar las molculas constituyentes de la vida que se dividen en inorgnicas (agua y sales minerales) y orgnicas (glcidos, lpidos, protenas y cidos nucleicos). Muchos de estos compuestos orgnicos son macromolculas formadas por otras molculas ms sencillas. La unidad estructural aislada se llama monmero y la macromolcula recibe el nombre de polmero.



2. EL AGUA El agua constituye el 75 % en peso de la materia viva. Cuanto ms joven es el individuo, ms porcentaje de agua tiene en su organismo, que va perdiendo con el paso del tiempo. Segn su situacin se clasifica en: Agua circulante: que se desplaza a travs del organismo y es utilizada como transporte de sustancias. Agua de imbibicin: Se encuentra empapando los materiales citoplasmticos, unida dbilmente a los materiales biolgicos de los que se separa por desecacin a los 100 C Agua ligada: retenida en combinaciones diversas en el interior de las clulas, no desaparece por desecacin.

2.1. ESTRUCTURA DE LA MOLCULA DEL AGUA. Cada molcula de agua est formada por dos tomos de H y uno de O unido mediante enlace covalente. El tomo de oxgeno comparte un par de electrones con cada uno de los tomos de H. Esta molcula es elctricamente neutra, pero, la diferencia de electronegatividad de los tomos de O y de H provoca un desplazamiento de los electrones haca el ncleo de oxgeno. Como consecuencia, constituye un dipolo elctrico. El carcter polar de las molculas de agua es responsable de la mayora de sus propiedades. Permite que se produzcan interacciones electrostticas, denominadas enlaces de hidrogeno, con otras molculas polares y con iones, o interacciones dipolo dipolo con otras molculas de agua. Debido a la ordenacin casi tetradrica de los electrones alrededor de los tomos de O, cada molcula de agua es potencialmente capaz de unirse mediante enlaces de hidrgeno con otras 4 molculas de agua. Esta propiedad es responsable de la elevada cohesin interna del agua lquida. Los enlaces de H entre las molculas de agua se forman y escinden a una gran velocidad, aunque su estabilidad disminuye al aumentar la temperatura. Por lo tanto, por debajo de 0 C, en el hielo, todas las molculas de agua se hallan unidas mediante enlaces de H. En el agua lquida, cuanto mayor es la temperatura, mayores son la distorsin y la inestabilidad de estos enlaces, pero, an a 100 C, el agua lquida est altamente ligada por enlaces de H.Dra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 24


2.2. PROPIEDADES FISICOQUMICAS DEL AGUA. La estructura dipolar del agua es responsable de las peculiares propiedades fsico qumica que le permiten cumplir importantes funciones en los organismos. GRAN FUERZA DE COHESIN. Se debe a la elevada tendencia del agua a unirse a otras 4 molculas vecinas, lo que la convierte en un lquido incompresible, capaz de conferir volumen y turgencia. Tambin permite las deformaciones de algunas estructuras, sirviendo como lubricante en zonas de contacto. ELEVADO CALOR ESPECFICO. Este calor se debe a la tendencia de formar enlaces de H entre molculas de agua. Esto lo convierte en un BUEN AMORTIGUADOR TRMICO que mantiene la temperatura interna de los seres vivos a pesar de las variaciones externas. ALTO CALOR DE VAPORIZACIN. El agua tiene la propiedad de absorber mucho calor cuando cambia del estado lquido al gaseoso, porque han de romperse los enlaces de H.

El agua se evapora en la superficie, absorbe gran parte de calor del entorno inmediato. Esta propiedad se utiliza como mecanismo de regulacin trmica. Elevada constante dielctrica. Las sales cristalizadas y otros compuestos inicos se disocien en sus cationes y aniones, los cuales son atrados con fuerzas por lo dipolos de agua y se impide su unin

El agua disuelve con facilidad otros compuestos no inicos al establecer enlaces de H entre ellos. El agua tambin dispersa, formando micelas, muchos compuestos anfipticos Todos ellos la convierten en la sustancia disolvente por excelencia, lo que da lugar a dos funciones del agua en los seres vivos. El vehculo de transporte que permite la circulacin de sustancias en el interior de los organismos y en su intercambio con el exterior Es el medio donde ocurren todas las reacciones bioqumicas. Gran fuerza de adhesin. Esta propiedad deriva de la tendencia a formar enlaces de H entre las molculas de agua (Cohesin) y stas con otras molculas polares (adhesin), lo que hace al agua responsable de todos los fenmenos relacionados con la capilaridad. Escasa densidad en estado slido. El bajo nmero de coordinacin del agua en el hielo, debido a los enlaces de H, supone la existencia de espacios vacos, as que su densidad es relativamente baja, menor que la del agua lquida. Esta caracterstica permite la vida acutica en zonas fras, al descender la temperatura, se forma una costra de hielo en la superficie que la mantiene a 0 C, protegiendo el agua situada bajo ella del descenso trmico del exterior y mantenindola alrededor de los 4 o 5 C, suficiente para la supervivencia de muchas especies.



2.3. FUNCIONES DEL AGUA Disolvente, porque es un vehculo de transporte Bioqumica, porque permite realizar las reacciones vitales Transporte, transporta sustancia necesarias Estructural, forma parte de la estructura celular, formando lo principal de las clulas, principalmente la vegetal. Mecnica, est para que no choque las cosas, es decir, no se rompan los organismos. Termorregulador, para no depender de la temperatura exterior.

2.4. RELEVANCIA LOS AMORTIGUADORES EN LOS SISTEMAS BIOLGICOS. En el agua lquida, adems de las molculas de agua, existe una pequea proporcin de molculas disociadas en sus iones. Este nmero es constante, y se denomina producto inico del agua, siendo su valor a 25 C. En los fluidos biolgicos, las variaciones del pH afectan, en gran medida, a la actividad de muchas molculas. ste es el caso de las protenas y, en concreto, de las enzimas. Por ello, en el transcurso de la evolucin, los seres vivos han adquirido mecanismos que mantienen constante el pH: son los sistemas tampn o amortiguadores. Vehculo de transporte de sustancias: debido a su poder disolvente y dispersante transporta sustancias de un punto a otro del organismo. Por otra parte, resulta indispensable para el intercambio de materia entre clula y medio. Medio de reaccin: gracias al poder disolvente, la mayora de las bio-molculas estn disueltas en agua y de ese modo reaccionan entre s. Reactivo qumico: participa en las reacciones por su capacidad de disociarse en iones H+ y OH-, como ocurre en la hidrlisis, rotura de enlaces introduciendo agua. Agente regulador de la temperatura: ya que su alto calor especfico le convierte en un excelente amortiguador de los cambios trmicos.



3. AMINOCIDOS Un aminocido, como su nombre indica, es una molcula orgnica con un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH; cido). Los aminocidos ms frecuentes y de mayor inters son aquellos que forman parte de las protenas. Dos aminocidos se combinan en una reaccin de condensacin que libera agua formando un enlace peptdico. Estos dos "residuos" amino acdicos forman un dipptido. Si se une un tercer aminocido se forma un tripptido y as, sucesivamente, para formar un polipptido. Esta reaccin ocurre de manera natural en los ribosomas, tanto los que estn libres en el citosol como los asociados al retculo endoplasmtico. Todos los aminocidos componentes de las protenas son alfa-aminocidos, lo que indica que el grupo amino est unido al carbono alfa, es decir, al carbono contiguo al grupo carboxilo. Por lo tanto, estn formados por un carbono alfa unido a un grupo carboxilo, a un grupo amino, a un hidrgeno y a una cadena (habitualmente denominada R) de estructura variable, que determina la identidad y las propiedades de los diferentes aminocidos; existen cientos de cadenas R por lo que se conocen cientos de aminocidos diferentes, pero slo 20 forman parte de las protenas y tienen codones especficos en el cdigo gentico. La unin de varios aminocidos da lugar a cadenas llamadas polipptidos o simplemente pptidos, que se denominan protenas cuando la cadena polipeptdica supera los 50 aminocidos o la masa molecular total supera las 5.000 uma. 3.1. ESTRUCTURA Y CLASIFICACIN DE LOS AMINOCIDOS. La estructura general de los aminocidos se establece por la presencia de un carbono central alfa unido a: un grupo carboxilo (rojo en la figura), un grupo amino (verde), un hidrgeno (en negro) y la cadena lateral (azul):

"R" representa la cadena lateral, especfica para cada aminocido. Tcnicamente hablando, se los denomina alfa-aminocidos, debido a que el grupo amino (NH2) seDra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 27


encuentra a un tomo de distancia del grupo carboxilo (COOH). Como dichos grupos funcionales poseen H en sus estructuras qumicas, son grupos susceptibles a los cambios de pH; por eso, al pH de la clula prcticamente ningn aminocido se encuentra de esa forma, sino que se encuentra ionizado.

Los aminocidos a pH bajo (cido) se encuentran mayoritariamente en su forma catinica (con carga positiva), y a pH alto (bsico) se encuentran en su forma aninica (con carga negativa). Sin embargo, existe un pH especfico para cada aminocido, donde la carga positiva y la carga negativa son de la misma magnitud y el conjunto de la molcula es elctricamente neutro. En este estado se dice que el aminocido se encuentra en su forma de ion dipolar o zwitterin. Existen muchas formas de clasificar los aminocidos; las dos formas que se presentan a continuacin son las ms comunes. 3.1.1. SEGN LAS PROPIEDADES DE SU CADENA

Otra forma de clasificar los aminocidos de acuerdo a su cadena lateral. Los aminocidos se clasifican habitualmente segn las propiedades de su cadena lateral:Dra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 28


1. Neutros polares, polares o hidrfilos : Serina (Ser, S), Treonina (Thr, T), Cistena (Cys, C), Asparagina (Asn, N), Glutamina (Gln, Q) y Tirosina (Tyr, Y). 2. Neutros no polares, apolares o hidrfobos: Glicina (Gly, G), Alanina (Ala, A), Valina (Val, V), Leucina (Leu, L), Isoleucina (Ile, I), Metionina (Met, M), Prolina (Pro, P), Fenilalanina (Phe, F) y Triptfano (Trp, W). 3. Con carga negativa, o cidos: cido asprtico (Asp, D) y cido glutmico (Glu, E). 4. Con carga positiva, o bsicos: Lisina (Lys, K), Arginina (Arg, R) e Histidina (His, H). 5. Aromticos: Fenilalanina (Phe, F), Tirosina (Tyr, Y) y Triptfano (Trp, W) (ya incluidos en los grupos neutros polares y neutros no polares). 3.1.2. SEGN SU OBTENCIN A los aminocidos que necesitan ser ingeridos por el cuerpo para obtenerlos se los llama esenciales; la carencia de estos aminocidos en la dieta limita el desarrollo del organismo, ya que no es posible reponer las clulas de los tejidos que mueren o crear tejidos nuevos, en el caso del crecimiento. Para el ser humano, los aminocidos esenciales son: 1. Valina (Val) 2. Leucina (Leu) 3. Treonina (Thr) 4. Lisina (Lys) 5. Triptfano (Trp) 6. Histidina (His) 7. Fenilalanina (Phe) 8. Isoleucina (Ile) 9. Arginina (Arg) (Requerida en nios y tal vez ancianos) 10. Metionina (Met) 3.1.3. SEGN SU CAPACIDAD DE SNTESIS 1. aminocidos esenciales o indispensables: los organismos superiores no los sintetizan, es necesario incluirlos en la dieta. Estos son: 2. Valina (Val) 3. Leucina (Leu) 4. Metionina (Met) 5. Triptfano (Trp) 6. Histidina (His) A los aminocidos que pueden ser sintetizados por el cuerpo se los conoce como no esenciales y son:Dra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 29


1. Alanina (Ala) 2. Prolina (Pro) 3. Glicina (Gly) 4. Serina (Ser) 5. Cistena (Cys) 6. Asparagina (Asn) 7. Glutamina (Gln) 8. Tirosina (Tyr) 9. cido asprtico (Asp) 10. cido glutmico (Glu) Estas clasificaciones varan segn la especie. Se han aislado cepas de bacterias con requerimientos diferenciales de cada tipo de aminocido. Los datos actuales en cuanto a nmero de aminocidos y de enzimas ARNt sintetasas se contradicen hasta el momento, puesto que se ha comprobado que existen 22 aminocidos distintos que intervienen en la composicin de las cadenas polipeptdicas y que las enzimas ARNt sintetasas que no son siempre exclusivas para cada aa. El aa nmero 21 es la Selenocistena que aparece en eucariotas y procariotas y el nmero 22 la Pirrolisina, que aparece solo en arqueas (o arqueobacterias). 3.1.4. AMINOCIDOS CODIFICADOS EN EL GENOMA Los aminocidos proteicos, cannicos o naturales son aquellos que estn codificados en el genoma; para la mayora de los seres vivos son 20: alanina, arginina, asparagina, aspartato, cistena, fenilalanina, glicina, glutamato, glutamina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, prolina, serina, tirosina, treonina, triptfano y valina. Sin embargo, hay unas pocas excepciones: en algunos seres vivos el cdigo gentico tiene pequeas modificaciones y puede codificar otros aminocidos. Por ejemplo: selenocistena y pirrolisina. 3.1.5. AMINOCIDOS NO PROTEICOS Existen adems de los 20 aminocidos proteicos alrededor de 150 adicionales que no se consideran proteicos aunque aparecen en algunas protenas. Son derivados de otros aminocidos, es decir, se incorporan a la protena como uno de los aminocidos proteicos y, despus de haber sido formada la protena, se modifican qumicamente; por ejemplo, la hidroxiprolina. Algunos aminocidos no proteicos actan como neurotransmisores, vitaminas, etc. Por ejemplo, la beta-alanina, el cido gammaaminobutrico (GABA) o la biotina.



3.2. ESTEREO ISMEROS Y PROPIEDADES PTICAS DE LOS AMINOCIDOS. Todos los aminocidos excepto la glicina tienen el carbono alfa asimtrico, lo que les confiere actividad ptica; esto es, sus disoluciones desvan el plano de polarizacin cuando un rayo de luz polarizada las atraviesa. Si el desvo del plano de polarizacin es hacia la derecha (en sentido horario), el compuesto se denomina dextrgiro, mientras que si se desva a la izquierda (sentido antihorario)se denomina levgiro. Un aminocido puede en principio existir en sus dos formas enantiomricas (una dextrgira y otra levgira), pero en la naturaleza lo habitual es encontrar slo una de ellas. Estructuralmente, las dos posibles formas enantiomricas de cada aminocido se denominan configuracin D o L dependiendo de la orientacin relativa en el espacio de los 4 grupos distintos unidos al carbono alfa. El hecho de que sea dextrgiro no quiere decir que tenga configuracin D. 3.3. IONIZACIN DE LOS AMINOCIDOS Y PROPIEDADES CIDO-BASE. CURVA DE TITULACIN. Comportamiento de cualquier aminocido cuando se ioniza. Cualquier aminocido puede comportarse como cido y como base, se denominan sustancias anfteras. Cuando una molcula presenta carga neta cero est en su punto isoelctrico. Si un aminocido tiene un punto isoelctrico de 6,1 su carga neta ser cero cuando el pH sea 6,1. Los aminocidos y las protenas se comportan como sustancias tampn. 3.4. PROPIEDADES QUMICAS DE LOS AMINOCIDOS. Las que afectan al grupo carboxilo, como la descarboxilacin. Las que afectan al grupo amino, como la desaminacin. Las que afectan al grupo R. 3.5. PPTIDOS Y PROTENAS. Las protenas son compuestos qumicos muy complejos que se encuentran en todas las clulas vivas: en la sangre, en la leche, en los huevos y en toda clase de semillas y plenes. Hay ciertos elementos qumicos que todas ellas poseen, pero los diversos tipos de protenas los contienen en diferentes cantidades. En todas se encuentran un alto porcentaje de nitrgeno, as como de oxgeno, hidrgeno y carbono. En la mayor parte de ellas existe azufre, y en algunas fsforo y hierro. Las protenas son sustancias complejas, formadas por la unin de ciertas sustancias ms simples llamadas aminocidos, que los vegetales sintetizan a partir de los nitratos y las sales amoniacales del suelo. Los animales herbvoros reciben sus protenas de lasDra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 31


plantas; el hombre puede obtenerlas de las plantas o de los animales, pero las protenas de origen animal son de mayor valor nutritivo que las vegetales. Esto se debe a que, de los aminocidos que se conocen, que son veinticuatro, hay nueve que son imprescindibles para la vida, y es en las protenas animales donde stas se encuentran en mayor cantidad. El valor qumico (o "puntuacin qumica") de una protena se define como el cociente entre los miligramos del aminocido limitante existentes por gramo de la protena en cuestin y los miligramos del mismo aminocido por gramo de una protena de referencia. El aminocido limitante es aquel en el que el dficit es mayor comparado con la protena de referencia, es decir, aquel que, una vez realizado el clculo, da un valor qumico ms bajo. La "protena de referencia" es una protena terica definida por la FAO con la composicin adecuada para satisfacer correctamente las necesidades proteicas. Se han fijado distintas protenas de referencia dependiendo de la edad, ya que las necesidades de aminocidos esenciales son distintas. Las protenas de los cereales son en general severamente deficientes en lisina, mientras que las de las leguminosas lo son en aminocidos azufrados (metionina y cisteina). Las protenas animales tienen en general composiciones ms prximas a la considerada ideal. El valor qumico de una protena no tiene en cuenta otros factores, como la digestibilidad de la protena o el hecho de que algunos aminocidos pueden estar en formas qumicas no utilizables. Sin embargo, es el nico fcilmente medible. Los otros parmetros utilizados para evaluar la calidad de una protena (coeficiente de digestibilidad, valor biolgico o utilizacin neta de protena) se obtienen a partir de experimentos dietticos con animales o con voluntarios humanos. En disolucin acuosa, los aminocidos muestran un comportamiento anftero, es decir pueden ionizarse, dependiendo del pH, como un cido liberando protones y quedando (-COO'), o como base, los grupos -NH2 captan protones, quedando como (NH3+), o pueden aparecer como cido y base a la vez. En este caso los aminocidos se ionizan doblemente, apareciendo una forma dipolar inica llamada zwitterion 3.6. ESTRUCTURA Y CARACTERSTICAS DEL ENLACE PEPTDICO. Los pptidos estn formados por la unin de aminocidos mediante un enlace peptdico. Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminocido y el grupo amino del siguiente, dando lugar al desprendimiento de una molcula de agua. As pues, para formar pptidos los aminocidos se van enlazando entre s formando cadenas de longitud y secuencia variable. Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos convencionales como: Oligopptidos.- si el n de aminocidos es menor de 10. Dipptidos.- si el n de aminocidos es 2.Dra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 32


Tripptidos.- si el n de aminocidos es 3. Tetrapptidos.- si el n de aminocidos es 4. Polipptidos o cadenas polipeptdicas.- si el n de aminocidos es mayor de 10.

Cada pptido o polipptido se suele escribir, convencionalmente, de izquierda a derecha, empezando por el extremo N-terminal que posee un grupo amino libre y finalizando por el extremo C-terminal en el que se encuentra un grupo carboxilo libre, de tal manera que el eje o esqueleto del pptido, formado por una unidad de seis tomos (NH-CH-CO-), es idntico a todos ellos. Lo que vara de unos pptidos a otros, y por extensin, de unas protenas a otras, es el nmero, la naturaleza y el orden o secuencia de sus aminocidos. Si la hidrlisis de una protena produce nicamente aminocidos, la protena se denomina simple. Si, en cambio, produce otros compuestos orgnicos o inorgnicos, denominados grupo prosttico, la protena se llama conjugada. 3.7. PPTIDOS CON ACTIVIDAD BIOLGICA: OXITOCINA, GLUTATIN, FACTOR LIBERADOR DE LAS GONADOTROPINAS, ETC. Los pptidos y polipptidos son estructuras similares a las proteicas, es decir que estn constituidas por aminocidos, pero son de menor tamao que stas. Sin embargo, los pptidos pueden cumplir funciones biolgicas de importancia para la vida del individuo. De hecho, existen pptidos pequeos, de entre 3 y 50 aminocidos, con actividad biolgica que estimulan el crecimiento y la regeneracin de rganos y tejidos. Tal es el caso de los llamados "factores de crecimiento", entre los que podemos destacar el factor de crecimiento renal y el factor de crecimiento heptico. Por otro lado existen pequeos pptidos que contribuyen a la disminucin de la tensin arterial, como es el caso de las atriopeptinas que son segregadas por las aurculas cardacas, y que contribuyen en el tratamiento de la hipertensin independientemente del origen. Las protenas de la dieta aportan los aminocidos necesarios para el desarrollo y mantenimiento de clulas y tejidos de nuestro organismo. Como consecuencia de la digestin de las protenas, adems de aminocidos libres, se liberan pptidos, que son cadenas lineales con distinto nmero de aminocidos. En los ltimos aos existe un creciente inters por determinados fragmentos especficos de las protenas de la dieta que tienen adems de su valor nutricional, una actividad biolgica, que regula diferentes procesos fisiolgicos, adems de su valor nutricional. La literatura cientfica evidencia que estos pptidos bioactivos pueden atravesar el epitelio intestinal y llegar a tejidos perifricos va circulacin sistmica, pudiendo ejercer funciones especficas a nivel local, tracto gastrointestinal, y a nivel sistmico. Dentro de estas actividades, los pptidos bioactivos podran alterar el metabolismo celular y actuar como vasoreguladores, factores de crecimiento, inductores hormonales y neurotransmisores como la oxitocina, glutatin, factor liberador de las gonadotropinas, etc.Dra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 33


3.8. NIVELES ESTRUCTURALES DE LAS PROTENAS. La estructura de las protenas puede jerarquizarse en una serie de niveles, interdependientes. Estos niveles corresponden a: Estructura primaria, que corresponde a la secuencia de aminocidos. Estructura secundaria, que provoca la aparicin de motivos estructurales. Estructura terciaria, que define la estructura de las protenas compuestas por un slo polipptido. Estructura cuaternaria, si interviene ms de un polipptido. 3.8.1. ESTRUCTURA PRIMARIA La estructura primaria de las protenas se refiere a la secuencia de aminocidos., es decir, la combinacin lineal de los aminocidos mediante un tipo de enlace covalente, el enlace peptdico. Los aminocidos estn unidos por enlaces peptdicos siendo una de sus caractersticas ms importante la coplanaridad de los radicales constituyentes del enlace. La estructura lineal del pptido definir en gran medida las propiedades de niveles de organizacin superiores de la protena. Este orden es consecuencia de la informacin del material gentico: Cuando se produce la traduccin del RNA se obtiene el orden de aminocidos que van a dar lugar a la protena. Se puede decir, por tanto, que la estructura primaria de las protenas no es ms que el orden de aminocidos que la conforman. 3.8.2. ESTRUCTURA SECUNDARIA La estructura secundaria de las protenas es el plegamiento que la cadena polipeptdica adopta gracias a la formacin de puentes de hidrgeno entre los tomos que forman el enlace peptdico, es decir, un tipo de enlace no covalente. Los motivos ms comunes son la hlice alfa y la beta lmina. 1. HLICE ALFA: Los aminocidos en una hlice estn dispuestos en una estructura helicoidal dextrgira, con unos 3.6 aminocidos por vuelta. Cada aminocido supone un giro de unos 100 en la hlice, y los carbonos de dos aminocidos contiguos estn separados por 1.5. La hlice est estrechamente empaquetada, de forma que no hay casi espacio libre dentro de la hlice. Todas las cadenas laterales de los aminocidos estn dispuestas hacia el exterior de la hlice. El grupo amino del aminocido (n) puede establecer un enlace de hidrgeno con el grupo carbonilo del aminocido (n+4). De esta forma, cada aminocido (n) de la hlice forma dos puentes de hidrgeno con su enlace peptdico y el enlace peptdico del aminocido en (n+4) y en (n-4). En total son 7 enlaces de hidrgeno por vuelta. Esto estabiliza enormemente la hlice. Esta dentro de los niveles de organizacin de la protena.Dra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 34


2. LMINA BETA: La beta lmina se forma por el posicionamiento paralelo de dos cadenas de aminocidos dentro de la misma protena, en el que los grupos amino de una de las cadenas forman enlaces de hidrgeno con los grupos carbonilo de la opuesta. Es una estructura muy estable que puede llegar a resultar de una ruptura de los enlaces de hidrgeno durante la formacin de la hlice alfa. Las cadenas laterales de esta estructura estn posicionadas sobre y bajo el plano de las lminas. Dichos sustituyentes no deben ser muy grandes, ni crear un impedimento estrico, ya que se vera afectada la estructura de la lmina. Es el modo en que la cadena polipeptdica se pliega en el espacio, es decir, cmo se enrolla una determinada protena, ya sea globular o fibrosa. Es la disposicin de los dominios en el espacio. 3.8.3. ESTRUCTURA TERCIARIA Se realiza de manera que los aminocidos apolares se sitan hacia el interior y los polares hacia el exterior en medios acuosos. Esto provoca una estabilizacin por interacciones hidrofbicas, de fuerzas de van der Waals y de puentes disulfuro (covalentes, entre aminocidos de cistena convenientemente orientados) y mediante enlaces inicos. 3.8.4. ESTRUCTURA CUATERNARIA

La hemoglobina es una protena tetramrica que suele emplearse como ejemplo de protena con estructura cuaternaria. La estructura cuaternaria deriva de la conjuncin de varias cadenas peptdicas que, asociadas, conforman un ente, un multmero, que posee propiedades distintas a la de sus monmeros componentes. Dichas subunidades se asocian entre s mediante interacciones no covalentes, como pueden ser puentes de hidrgeno, interacciones hidrofbicas o puentes salinos. Para el caso de una protena constituida por dos monmeros, un dmero, ste puede ser un homodmero, si los monmeros constituyentes son iguales, o un heterodmero, si no lo son. En una cadena polipeptdica, se definen dos enlaces del armazn capaces



de rotar: uno es el enlace entre el nitrgeno y el C, y el otro el enlace entre el C y el oxgeno del carbonilo. Ambos definen dos ngulos de rotacin: EL NGULO DE ROTACIN , definido por los cuatro tomos sucesivos del esqueleto CO-NH-C-CO, implicando a dos aminocidos. EL NGULO DE ROTACIN , definido por los cuatro tomos sucesivos del esqueleto: NH-C-CO-NH, que implica a dos aminocidos.

La orientacin del eje de giro considerada positiva por convencin se muestra en la imagen; corresponde a la propia de las agujas del reloj. Existen dos excepciones en los aminocidos que se representan en estos diagramas: la glicina, carente de un sustituyente, y la prolina, cclica debido a la tenencia de una estructura tipo pirrol, no cumplen los requisitos requeridos para una representacin convencional

DIAGRAMA DE RAMACHANDRAN DE UNA PROTENA. Las zonas energticamente favorables son representadas mediante contornos coloreados. Cada aminocido est representado mediante un punto rojo. Se marcan con cruces las glicinas, carentes de cadena lateral. Se puede describir, por tanto, la conformacin del armazn de cualquier residuo concreto de una protena especificando estos dos ngulos. Con estos dos parmetros podemos describir la conformacin de dicho residuo en un mapa mediante un punto, con coordenadas y . Para determinados tipos de estructura secundaria, como la hlice alfa, todos los residuos comparten dichos ngulos, por lo que un punto en el mapa en determinada posicin puede describir una estructura secundaria. Estos mapas, denominados representaciones de Ramachandran, por el bioqumico G. N. Ramachandran que los us por ampliamente en [1963], permiten deducir dichas conformaciones.

DOMINIOS, MOTIVOS Y OTROS ELEMENTOS CONFORMACIONALESDra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 36


Es comn que algunas zonas de la protena tengan entidad estructural independiente, y a menudo funciones bioqumicas especficas, como, por ejemplo, alguna actividad cataltica. Su naturaleza depende de las estructuras anteriormente citadas a todos los niveles. La estructura cuaternaria deriva de la conjuncin de varias cadenas peptdicas que, asociadas, conforman un ente, un multmero, con propiedades distintas.

Dominio de unin a calcio de calmoldulina; las esferas azules representan al metal. Las protenas estn organizadas en muchas unidades. Un dominio estructural es un elemento de la estructura de las protenas que se autoestabiliza y a menudo estabiliza a los motivos conformacionales independientemente del resto de la cadena de protena. Muchos dominios son nicos y proceden de una secuencia nica de un gen o una familia gnica pero en cambio otros aparecen en una variedad de protenas. Los dominios son, a menudo, seleccionados evolutivamente porque poseen una funcin prominente en la biologa de la protena pertenecen; por ejemplo, "el domino de unin a calcio de calmodulina". La ingeniera gentica permite modificar los dominios de una protena a otra para generar protenas quimricas con funciones novedosas. Un motivo en este sentido se refiere a una combinacin especfica de elementos estructurales secundarios (como los hlice-giro-hlice). Estos elementos son llamados a menudo superestructuras secundarias.



Antgeno T del virus SV-40, protena que consta de tres dominios diferenciados: primero, un anillo formado por seis subunidades de helicasa, en azul; segundo, un dominio de anclaje, en verde; tercero, una protena de unin, en rojo, que, en este caso, interacciona con la protena del retinoblastoma. Suele denominarse motivo conformacional de forma global a un tipo de motivo, como los barriles-beta. La estructura de los motivos a menudo consiste en solo unos pocos elementos, por ejemplo, las hlice-giro-hlice, que slo tienen tres. Se denota que la secuencia espacial es la misma en todas las instancias del motivo. Su orden es bastante irregular dentro del gen subyacente. Los motivos estructurales de la protena a menudo incluyen giros de longitud variable en estructuras indeterminadas, lo que en efecto crea la plasticidad necesaria para unir dos elementos en el espacio que no estn codificados por una secuencia de ADN inmediatamente adyacente en un gen. Se denota tambin que incluso cuando estn codificados los elementos estructurales secundarios de un motivo en el mismo orden en dos genes, la composicin cuantitativa de aminocidos puede variar. Esto no slo es cierto debido a las complicadas relaciones entre la estructura terciaria y primaria, sino por cuestiones relativas al tamao. Si bien en la base de datos de levadura hay descritas unas 6.000 protenas, hay muchos menos dominios, motives estructurales y pliegues. Esto es, en parte, consecuencia de la evolucin. Esto significa, por ejemplo, que un dominio de una protena puede ser trasladado de una a otra, dando as una nueva funcin a las protenas. Debido a estos mecanismos, los dominios o motivos estructurales pueden ser comunes a varias familias de protenas. 3.9. CINTICA DEL PLEGADO DE LAS PROTENAS Aunque el plegamiento de las protenas parta de un estado lineal inicial y uno final bien definidos, el proceso de plegamiento no es algo brusco con un lugar de partida yDra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 38


un fin, sino que est plagado de intermedios temporalmente mensurables y de vital importancia. Incluso, la estructura final dista mucho de ser esttica: algunos autores imaginan a las protenas como entidades dinmicas que continuamente cambian de estructura, de un modo similar al latido cardaco. Si bien el plegamiento de una protena es un suceso rpido, que se completa en apenas un segundo, topolgicamente es un problema muy complejo. Este hecho dio lugar a la paradoja de Levinthal, propia de Cyrus Levinthal en 1968: un clculo aproximado indica que una cadena polipeptdica de unos 120 residuos posee unas 1050 conformaciones. Aunque la molcula pudiera intentar una nueva conformacin cada 10-13 segundos, se necesitaran unos 1030 aos para intentar un nmero significativo de ellas. No obstante, protenas de estas caractersticas se pliegan in vitro en un minuto. La resolucin de la paradoja pasa por la aceptacin de la existencia de estados de plegamiento intermedios, en los que la protena se encuentra parcialmente desplegada, en una ruta como sigue: Protena desplegada. Nucleacin del plegado. Estados intermedios. Estado de glbulo fundido. Reordenamientos finales. Protena plegada. 3.10. Chaperonas

Las protenas tipo chaperona son un conjunto de protenas presentes en todas las clulas cuya funcin es la de ayudar al plegamiento de otras protenas, tras su sntesis o durante su ciclo de actividad (por ejemplo, en defensa de estrs trmico). Estas chaperonas no forman parte de la estructura primaria de la protena funcional, sino que slo se unen a ella para ayudar en su plegamiento, ensamblaje y transporte celular a otra parte de la clula donde la protena realiza su funcin. Los cambios de conformacin tridimensional de las protenas pueden estar afectados por un conjunto de varias chaperonas que trabajan coordinadas, dependiendo de su propia estructura y de la disponibilidad de las chaperonas. Existen sustancias qumicas no proteicas que pueden estabilizar a las protenas mediante el establecimiento de enlaces de puente de hidrgeno, en sustitucin a los del agua. Por ejemplo, es el caso de la trehalosa, un azcar que se emplea en biotecnologa para favorecer la viabilidad de las soluciones ricas en protena aun en condiciones de estrs ambiental. Las chaperonas, localizadas en todos los compartimentos celulares, se agrupan en dos familias generales.Dra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 39


La chaperonina GroEL-GroES de Escherichia coli, con una disposicin en cilindro hueco capaz de reconocer, albergar y plegar a determinados polipptidos.

3.10.1.

Chaperonas moleculares

Que se unen y estabilizan a protenas desplegadas o parcialmente plegadas, evitando as que se agrupen y que sean degradadas. Integran la familia de las Hsp70 en el citosol y la matriz de la mitocondria, BiP en el retculo endoplasmtico y DnaK en las bacterias. 3.10.2. Chaperoninas

Que facilitan directamente el plegado de las protenas. Incluyen a: TriC, en eucariotas; y GroEL, en bacterias y cloroplastos, 3.11. Clasificacin estructural

Muchos mtodos han sido desarrollados para la clasificacin estructural de las protenas; la recopilacin de datos es almacenada en el Banco de Datos de Protenas.Dra. Blgica E. Aguilar Mg. Sc. DEPORTOLOGA HEBEATRA DOCENTE DEL REA DE LA EDUCACIN EL ARTE Y LA COMUNICACIN. [email protected] Pgina 40


Muchas bases de datos existentes clasifican las protenas usando diferentes mtodos. El SCOP, CATH y FSSP son los ms usados. Los mtodos usados podran clasificarse en: puramente manuales, manuales y automticos y puramente automticos. El mayor problema de estos mtodos es la integracin de los datos. La clasificacin es constante entre SCOP, CATH Y FSSP para la mayora de las protenas que han sido clasificadas, pero hay todava algunas diferencias e inconsistencias. 3.11.1. Determinacin de la estructura proteica

Alrededor del 90% de las estructuras de las protenas disponibles en el Banco de Datos de Protenas han sido determinadas por cristalografa de rayos X. Este mtodo permite medir la densidad de distribucin de los electrones de la protena en las 3 dimensiones (en el estado de cristalizacin), lo que permite obtener las coordenadas 3D de todos los tomos para determinar su posicin con certeza. Aproximadamente el 9% de las estructuras de protenas conocidas han sido obtenidas por tcnicas de resonancia magntica nuclear, que tambin pueden ser usadas para identificar estructuras secundarias.

El efecto del dicroismo circular en la transmisin de ondas polarizadas se emplea en la determinacin de la estructura de las protenas .

Ntese que los aspectos de las estructuras secundarias pueden ser detectados mediante medios bioqumicos como el dicrosmo circular. El microscopio crioelectrnico que se ha convertido recientemente en un medio para determinar las estructuras proteicas con una resolucin baja (menos de 5 0,5 nm) y se prev que ser una herramienta importante para los trabajos de alta resolucin en la dcada prxima. Esta tcnica es an un recurso importante para cientficos que estn trabajando en complejos muy grandes de protenas, como la cubierta y cpside de los virus y las protenas amiloideas.



APROXIMACIN A LA ESTRUCTURA PROTEICA A DISTINTAS RESOLUCIONES

RESOLUCI INTERPRETACIN N>4.0 Coordenadas individuales sin significado Plegamiento posiblemente correcto, pero comnmente con errores. Algunas cadenas laterales poseen mal los rotmeros. Plegamiento bien dilucidado salvo en algunos pliegues superficiales, mal modelados. Algunas cadenas laterales largas (Lys, Glu, Gln) y otras cortas (Ser, Val, Thr) mal orientadas. El nmero de cadenas laterales con un rotmero incorrecto es mucho menor. Los errores, pequeos, son detectados normalmente. Los pliegues superficiales estn bastante bien definidos. Los ligandos y el agua son visibles.

3.0 - 4.0

2.5 - 3.0

2.0 - 2.5

1.5 - 2.0

Pocos residuos poseen mal rotmero. Los errores pequeos son detectados. Los pliegues incorrectos son muy raros, incluso en superficie. En general, todo est correctamente resuelto. Las libreras de rotmeros y os estudios geomtricos se hacen a este nivel de precisin.

0.5 - 1.5

3.12. CLASIFICACIN DE LAS PROTENAS: ESTRUCTURALES, CATALTICAS, DE DEFENSA, DE TRANSPORTE, ETC. Las protenas se clasifican de acuerdo a sus caractersticas en estructurales, catalticas, de defensa, de transporte, por su composicin, Las 1. 2. 3. 4. 5. protenas poseen veinte aminocidos, los cuales se clasifican en:

Glicina, Alamina, Valina, Leucina, Isoleucina,

6. Fenil, 7. Alanina, 8. Triptfano, 9. Serina, 10. Reonina, 11. Tirosina,

12. Prolina, 13. Hidroxiprolina, 14. Metionina, Cistena, 15. Cistina, 16. Lisina,



17. Arginina, 18. Histidina, 3.13.

19. cido Asprtico 20. cido Glutmico.

SEGN SU COMPOSICIN

Pueden clasificarse en protenas "simples" y protenas "conjugadas". Las "simples" o "Holoprotenas" son aquellas que al hidrolizarse producen nicamente aminocidos. Se clasifican en: a. GLOBULARES i. PROLAMINAS: Zena (maz),gliadina (trigo), hordena (cebada) ii. GLUTENINAS: Glutenina (trigo), orizanina (arroz). iii. ALBMINAS: Seroalbmina (sangre), ovoalbmina (huevo), lactoalbmina (leche) iv. HORMONAS: Insulina, hormona del crecimiento, prolactina, tirotropina v. ENZIMAS: Hidrolasas, Oxidasas, Ligasas, Liasas, Transferasas...etc. b. FIBROSASI. Colgenos: EN TEJIDOS CONJUNTIVOS, CARTILAGINOSOS II. Queratinas: EN FORMACIONES EPIDRMICAS: PELOS, UAS, PLUMAS, CUERNOS. III. Elastinas: EN TENDONES Y VASOS SANGUNEOS IV. Fibronas: EN HILOS DE SEDA, (ARAAS, INSECTOS)

Las "conjugadas" o "Heteroprotenas" son protenas que al hidrolizarse producen tambin, adems de los aminocidos, otros componentes orgnicos o inorgnicos. La porcin no proteica de una protena conjugada se denomina "grupo prosttico". Las protenas conjugadas se sub clasifican de acuerdo con la naturaleza de sus grupos prostticos. Nucleoprotenas (cidos nuclicos), Lipoprotenas (Lpidos), Fosfoprotenas (Grupos fosfato), Metaloprotenas (Metales), Glucoprotenas (Monosacridos) a. GLUCOPROTENAS i. Ribonucleasa ii. Mucoprotenas iii. Anticuerpos iv. Hormona luteinizante b. LIPOPROTENAS i. De alta, baja y muy baja densidad, que transportan lpidos en la sangre. c. NUCLEOPROTENAS i. Nucleosomas de la cromatina ii. Ribosomas d. METALOPROTENAS



i. Hemoglobina, hemocianina, mioglobina, que transportan oxgeno ii. Citocromos, que transportan electronesPLES 3.14. SEGN SU CONFORMACIN

Se entiende como conformacin, la orientacin tridimensional que adquieren los grupos caractersticos de una molcula en el espacio, en virtud de la libertad de giro de stos sobre los ejes de sus enlaces. Existen dos clases de protenas que difieren en sus conformaciones caractersticas: "protenas fibrosas" y "protenas globulares". Las protenas fibrosas se constituyen por cadenas polipeptdicas alineadas en forma paralela. Esta alineacin puede producir dos macro-estructuras diferentes: fibras que se trenzan sobre s mismas en grupos de varios haces formando una "macro-fibra", como en el caso del colgeno de los tendones o la a-queratina del cabello; la segunda posibilidad es la formacin de lminas como en el caso de las bqueratinas de las sedas naturales. Las protenas fibrosas poseen alta resistencia al corte por lo que son los principales soportes estructurales de los tejidos; son insolubles en agua y en soluciones salinas diliudas y en general ms resistentes a los factores que las desnaturalizan. Las protenas globulares son conformaciones de cadenas polipeptdicas que se enrollan sobre s mismas en formas intrincadas como un "nudillo de hilo enredado". El resultado es una macro-estructura de tipo esfrico. La mayora de estas protenas son solubles en agua y por lo general desempean funciones de transporte en el organismo. Las enzimas, cuyo papel es la catlisis de las reacciones bioq

taller del modulo cinco bioquimica general y aplicada a la

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