Al ingresar a este curso, el alumno ha recibido una formación básica de química orgánica (Química Orgánica I), y su dictado se realiza previo al primer curso de química biológica, tanto para los alumnos de la carrera de Bioquímica como para los de la de Biología Molecular. Los temas comprenden capítulos básicos de la química orgánica tales como el estudio de loscompuestos heterocíclicos, su química y reacciones; reacciones pericíclicas y una introducción al estudio de los métodos espectroscópicos no abarcados en el primer curso de química orgánica. Además abarca el estudio estructural de biomoléculas como hidratos de carbono, péptidos y proteínas, lípidos, alcaloides, terpenoides, materias colorantes naturales, ácidos nucleicos, vitaminas y coenzimas. Asi mismo considera aspectos básicos de bioenergética y mecanismos de reacción en moléculas de interés biológico.

TEMA 1.
INTRODUCCIÓN A LA ESPECTROSCOPIA Y ESPECTROMETRÍA DE MASAS.
Introducción a la espectroscopía resonancia magnética nuclear RMN. RMN de protones. Desplazamiento químico. Equivalencia química. Integración. Acoplamiento spin-spin. Interpretación. RMN de otros núcleos distintos de H: RMN de 13C. Fundamentos Integración. Interpretación. Usos bioquímicos de espectroscopía RMN. Introducción a la espectrometría de masas EM. El espectrómetro de masas y el espectro de masas. Determinación de peso molecular. Esquemas de fragmentación en moléculas orgánicas. EM de alta resolución. Dispersión óptica rotatoria y dicroísmo circular DOR y DC. Principios básicos. DOR. El efecto Cotton. Curvas DOR. DC. Análisis configuracional. Reglas semiempíricas. La regla del octante.



TEMA 2.
COMPUESTOS HETEROCICLICOS PENTATÓMICOS.
Clasificación. Nomenclatura. Heterocíclicos pentatómicos con un heteroátomo: furano, tiofeno, pirrol. Estructura. Propiedades. Reactividad. Reaciones. Síntesis. Heterocíclicos pentatómicos condensados: benzofurano, benzotiofeno, indol. Estructura. Propiedades. Reactividad. Reacciones. Heterocíclicos pentatómicos con dos ó más heteroátomos: oxazol, tiazol, imidazol. Estructura. Propiedades. Algunos ejemplos de interés biológico.


TEMA 3.
COMPUESTOS HETEROCÍCLICOS HEXATÓMICOS.
Pirano, tiopirano, piridina. Estructura. Propiedades. Piridina: reactividad. Derivados. Reacciones de sustitución electrofílica y nucleofílica aromática. Heterocíclicos hexatómicos condensados: quinolina, isoquinolina. Estructura. Propiedades. Reacciones. Heterocíclicos hexatómicos con dos ó más heteroátomos: diazina, piridazina, pirimidina, pirazina. Estructura. Propiedades.
Sistemas heterocíclicos condensados con dos ó más heteroátomos: purinas, pteridinas, isoaloxazinas. Estructura. Propiedades. Derivados. Algunos ejemplos de interés biológico.


TEMA 4.
PORFIRINAS.
Etioporfirinas, mesoporfirinas, protoporfirinas, coproporfirinas, uroporfirinas. Estructura. Propiedades.. Metalocomplejos. Constitución química del grupo Hem. Citocromos, catalasas y peroxidasas. Clorofilas.Estructura y Función biológica.

TEMA 5.
CARBOHIDRATOS. MONOSACÁRIDOS.
Generalidades. Clasificación. Composición, constitución, configuración. Estereoisómeros. Formación de cetales y acetales cíclicos. Estructuras furanósicas y piranósicas, representación. Anómeros. Oxidaciones. Determinación de estructuras. Análisis conformacional. Anhidro azúcares. 1,6 y 1,2-anhídridos. Estructura, conformación, reacciones y síntesis.

TEMA 6.
DERIVADOS IMPORTANTES DE LOS MONOSACÁRIDOS.
Glicósidos. Estructura y síntesis. Hidrólisis ácida de glicósidos. Mecanismo. Evidencias experimentales.
Esteres fosfóricos. Aminoazúcares. Azúcares alcoholes. Azúcares ácidos. Acido murámico. Acido neuramínico. Oligosacáridos. Disacáridos. Generalidades. Análisis del tipo de uniones y distintas formas de representarlas. Métodos generales de determinación de estructuras. Estructuras de celobiosa, maltosa, lactosa, trehalosa y sacarosa. Trisacáridos. Métodos generales de determinación de estructuras.

TEMA 7.
POLISACÁRIDOS.
Clasificación. Caracteres generales. Rol biológico. Polisacáridos de reserva: almidón y glucógeno. Polisacáridos estructurales: componentes de las paredes celulares de las plantas, bacterias, cubiertas celulares y sustancia intersticial de tejidos animales. Mucopolisacáridos ácidos. Glucoproteínas. Métodos de estudio de sus estructuras.


TEMA 8.
LIPIDOS.
Clasificación y estructura. Acidos grasos saturados e insaturados. Acidos grasos esenciales. Propiedades físicas y químicas. Triacilglicéridos. Glucoacilglicéridos. Fosfoglicéridos. Esfingolípidos. Glucoesfingolípidos neutros y ácidos. Ceras. Prostaglandinas. Tromboxanos. Leucotrienos. Rol biológico. Sistemas lipoproteicos. Lipoproteinas de transporte del plasma sanguíneo. Lípidos componentes de membranas celulares. Aplicación de métodos cromatográficos y espectroscópicos.

TEMA 9.
TERPENOIDES. CAROTENOIDES.
Clasificación. Propiedades generales. Biosíntesis. Mono, sesqui y diterpenos. Triterpenoides. Distintos tipos derivados de ciclación de escualeno. Carotenoides: Caracteres generales. a; b; g; y y-carotenos. Estructuras y propiedades. Biosíntesis. Provitamina A. Derivados oxigenados. Aplicación de métodos cromatográficos y espectroscópicos.

TEMA 10.
ESTEROIDES.
Caracteres generales. Rasgos estructurales diferenciales del grupo. Estereoisomerías. Nomenclatura (IUPAC - IUB). Análisis conformacional. Aplicaciones a los núcleos de colestano, colano, pregnano y androstano. Curso estérico de las reacciones. Epimerización en C3. Velocidad de esterificación y oxidación de alcoholes esteroidales. Adición y eliminación. Peroxidación. Hidrogenación de esteroides. Esteroles. Caracteres generales. Biosíntesis de esteroles. Colesterol. Importancia bioquímica. Aplicación de métodos cromatográficos y espectroscópicos. Colesterol. Importancia bioquímica. Acidos biliares. Estructura de los principales términos. Rol biológico. Hormonas de tipo esteroide. Hormonas sexuales. Estrógenos. Andrógenos. Progesterona. Estructura química. Funciones. Hormonas de la certeza suprarrenal. Mineralocorticoides y glucocorticoides. Estructura química y funciones. Algunos ejemplos de otros componentes esteroidales de interés biológico.

TEMA 11.
PROTEINAS.
Composición y tamaño de la molécula proteica. Clasificación. Funciones. Estructura de los aminoácidos proteicos y no proteicos. Estereoquímica y reacciones. Propiedades iónicas. Curvas de titulación. Hidrólisis química de proteínas. Mecanismo. Hidrólisis enzimática. Derivados de aminoácidos con importancia biológica. Unión peptídica. Estructura. Diagramas conformacionales. Estructura primaria de proteínas. Método de estudio. Determinación de aminoácidos terminales. Determinación de secuencia: hidrólisis parcial, degradación de Edman, clivajes químicos selectivos, hidrólisis enzimática.


TEMA 12.
ARQUITECTURA DE LAS PROTEÍNAS
Estuctura secundaria, terciaria y cuaternaria de proteínas.
Factores que determinan la conformación de un polipéptido. Estructuras y propiedades de las proteínas fibrosas. Hoja plegada de b-queratinas. a-Hélice. Colágeno y elastina. Proteínas globulares. Tipos de uniones en las estructuras secundarias y terciarias. Estructuras cuaternarias. Desnaturalización de proteínas. Desnaturalización reversible e irreversible.

TEMA 13.
PÉPTIDOS.
Péptidos naturales. Algunos ejemplos. Proteínas globulares. Discusión de las estructuras de mioglobina y hemoglobina. Proteínas con actividad enzimática: quimotripsina, lisozima y ribonucleasa. Estructuras y mecanismos de reacción.
Síntesis de péptidos. Grupos protectores. Activación y acoplamiento. Métodos en fase sólida. Síntesis de Merrifield. Método del anhídrido mixto.

TEMA 14.
ACIDOS NUCLEICOS.
Bases púricas y pirimídicas. Nucleósidos y nucleótidos. Estructura y propiedades de ejemplos salientes de interés biológico. Acidos nucleicos. Estructuras de ácidos ribonucleicos: ARN mensajero, ARN de transferencia y ARN ribosómico. Hidrólisis ácida, básica y enzimática. Análisis de la secuencia nucleotídica. Complejos supramoleculares: ribosomas, virus. Rol de los ARN en la biosíntesis proteica.

TEMA 15.
ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO.
Constitución y estructura. Modelo de Watson y Crick. ADN “A”,“B” y “Z”. Representaciones. Propiedades del ADN en disolución. Propiedades ácido-base, viscosidad, comportamiento de sedimentación. Desnaturalización, etapas. Efecto hipercrómico y punto de fusión. Hidrólisis ácida y enzimática. Secuenciamiento de ADN. Introducción a la síntesis química de ADN en el laboratorio. Mecanismos de reacción implicados en la replicación y la síntesis proteica.

TEMA 16.
BIOENERGÉTICA
Ciclo del ATP. Localización y propiedades de ATP, ADP y AMP. Variación de energía libre de las reacciones químicas. Reacciones exergónicas y endergónicas. Cálculo de DG°´. Compuestos con enlace fosfato. Energía libre estándar de hidrólisis del ATP. Bases estructurales. Potencial de transferencia de grupo fosfato. Reacciones acopladas. Fosforilación de ADP. Transferencia de fosfatos desde ATP a distintos aceptores. DG°´ y reversibilidad de las reacciones enzimáticas. Almacenadores de fosfato de energía elevada: fosfágenos. Otros nucleótidos.


TEMA 17.
VITAMINAS.
Caracteres generales. Enfermedades carenciales. Clasificación. Vitaminas liposolubles e hidrosolubles. Vitaminas A. Estructuras. Provitaminas. Rol biológico: mecanismo de la visión. Vitaminas D. Provitaminas. Irradiación de esteroles. Vitaminas D2 y D3. Metabolitos activos. Estructuras y funciones. Vitaminas E (tocoferoles).Rol biológico. Estructuras y mecanismos. Vitaminas K. Estructuras. Actividad antihemorrágica.

TEMA 18.
VITAMINAS
Vitaminas y coenzimas. Coenzimas y grupos prostéticos. Estructura y clasificación de las coenzimas. Coenzimas de las oxidorreductasas: Nucleótidos de nicotinamida. Nucleótidos de flavinas (Vitamina B2). Estructuras y mecamismos. Ubiquinona (Vitamina Q). Mecanismos de la oxidorreducción. Citocromos. Vitamina C.

TEMA 19.
VITAMINAS
Vitaminas y coenzimas. Coenzimas del metabolismo de C1. Adenosilmetionina. \"Metilo activo\". Tetrahidrofolato. Mecanismos de reacción. Biotina. Proceso de carboxilación. Vitamina B12. Coenzimas del metabolismo de C2. Pirofosfato de tiamina (Vitamina B1). Mecanismo de reacción. Participación en la transferencia de grupos acilo y en las transcetolasas. Acido lipoico. Coenzima A: reacciones del grupo carboxilo y del grupo metilo. Otras coenzimas transportadores de grupos. Difosfato de uridina. Difosfato de citidina. Fosfato de piridoxal (Vitamina B6). Mecanismo de acción.

TRABAJOS PRACTICOS

TRABAJOS PRACTICOS DE LABORATORIO

RMN: REalización y resolución de espectros

HETEROCÍCLICA: Transformaciones químicas sobre el núcleo de furano. Extracción y caracterización de cafeína.

HIDRATOS DE CARBONO: determinación del peso molecular de carbohidratos, como osazonas, por espectroscopía UV.
Monosacáridos: reacciones de oxidación con ácido nítrico y periódico.
Polisacáridos:reacciones. Obtención de derivados. Hidrólisis.

CROMATOGRAFÍA GASEOSA.

AMINOACIDOS: propiedades anfotéricas de los aminoácidos. Curva de titulación.
PROTEINAS: Hidrólisis de insulina. Separación de proteinas séricas por electroforesis. Otras técnicas separativas.

ACIDOS NUCLEICOS: obtención y caracterización de los constituyentes del ácido nucleínico.

LIPIDOS: extracción de lecitina de yema de huevo.

CAROTENOS: obtención de licopeno y b-caroteno de pasta de tomate y zanahoria.

CLOROFILAS: aislamiento y caracterización de clorofila a y b por métodos espectroscópicos.

ESTEROIDES: estrógenos en orina. Pregnandiol en orina.

Las clases teórico-prácticas estarán dedicadas a la resolución de problemas sobre los siguientes tópicos: Heterocíclica, Resonancia Magnético Nuclear, Reacciones Pericíclicas, Hidratos de Carbono, Péptidos y Proteínas, Bioenergética, Vitaminas y Coenzimas, Acidos Nucleicos, Lípidos Complejos y Esteroides, Terpenoides, Alcaloides, Colorantes Naturales.

El régimen de aprobación está adaptado a las características del curso.
CLASES TEORICO-PRACTICAS. Introducción teórica al tema y resolución de problemas. Será requerida la asistencia al 80% de las mismas.
CLASES PRACTICAS DE LABORATORIO. El alumno deberá conocer con anticipación el trabajo o grupo de trabajos a realizar, que estarán indicados en el avisador del Curso. Recibirá explicaciones sobre los mismos, las que, complementadas con los textos a su alcance, han de constituir el material que deberá estudiar previo a la realización del trabajo práctico. Se tendrá como exigencia fundamental que el alumno concurra al laboratorio con un mínimo de conocimientos en la doble faz de ejecución y fundamentación, lo que se comprobará evaluándolo, previo al trabajo con una breve examinación escrita, que deberá aprobar para poder cumplimentar el mismo.
EXAMINACIONES PARCIALES. Cada alumno será citado a tres examinaciones parciales escritas. Se establece como requisito, para poder rendir una examinacion parcial, que el alumno haya aprobado la totalidad de los trabajos prácticos de laboratorio y de aula objeto de la misma. Se ofrecerán a los alumnos cuatro posibilidades de recuperación, tanto en lo referente a la realización de los trabajos prácticos de laboratorio, como a las examinaciones parciales, en un todo de acuerdo a la Ordenanza 3/86-F y a la Reglamentación correspondiente de la Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Serán contempladas la excepciones de dicha Ordenanza.
EXAMINACION FINAL. La examinación final será oral. Previo a la misma se sortearán dos Bolillas de acuerdo al siguiente Programa de Exámen:


PROGRAMA DE EXAMEN

Bolilla 1: Tema 1 y Tema 11
Bolilla 2: Tema 2 y Tema 12
Bolilla 3: Tema 3 y Tema 13
Bolilla 4: Tema 4 y Tema 14
Bolilla 5: Tema 5 y Tema 15
Bolilla 6: Tema 6 y Tema 16
Bolilla 7: Tema 7 y Tema 17
Bolilla 8: Tema 8 y Tema 18
Bolilla 9: Tema 9 y Tema 19
Bolilla 10: Tema 10 y Tema 12