Bioquimica De Harper (14ed)

878 Pages·163.771 MB·Spanish

by  Murray Robert

Bioquímica de Harper

Índice de Capítulos
Capítulo 1: Bioquímica y medicina
Capítulo 2: Biomoléculas y métodos bioquímicos
Capítulo 3: Agua y pH
Sección I
Estructura y funciones de proteínas y enzimas
Capitulo 4: Aminoácidos
Capítulo 5: Péptidos
Capítulo 6: Proteínas. Estructura y función
Capítulo 7: Proteínas. Mioglobina y Hemoglobina
Capítulo 8: Enzimas. Propiedades generales
Capítulo 9: Enzimas. Cinética
Capítulo 10: Enzimas. Mecanismos de acción
Capítulo 11: Enzimas. Regulación de la actividad enzimática
Sección II
Bioenergética y el metabolismo de carbohidratos y lípidos
Capítulo 12: Bioenergenética. La función del ATP
Capítulo 13: Oxidación biológica
Capítulo 14: Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa
Capítulo 15: Carbohidratos de importancia fisiológica
Capítulo 16: Lípidos de importancia fisiológica
Capítulo 17: Panorama del metabolismo intermediario
Capítulo 18: El ciclo del ácido cítrico. Catabolismo de la acetil-CoA
Capítulo 19: Glucólisis y oxidación del piruvato
Capítulo 20: Metabolismo del glucógeno
Capítulo 21: Gluconeogénesis y control de la glucosa sanguínea
Capítulo 22: Vía de la pentosa fosfato y otras vías del metabolismo de las hexosas
Capítulo 23: Biosíntesis de ácidos grasos
Capítulo 24: Oxidación de los ácidos grasos. Cetogénesis
Capítulo 25: Metabolismo de ácidos grasos insaturados y de los eicosanoides
Capítulo 26: Metabolismo de acilgliceroles y esfingolípidos
Capítulo 27: Transporte y almacenamiento de lípidos
Capítulo 28: Síntesis, transporte y excreción del colesterol
Capítulo 29: Integración del metabolismo y el suministro de energéticos tisulares
Sección III
Metabolismo de proteínas y aminoácidos
Capítulo 30: Biosíntesis de aminoácidos no esenciales en la nutrición
Capítulo 31: Catabolismo de proteínas y del nitrógeno de aminoácidos
Capítulo 32: Catabolismo de los esqueletos de carbono de aminoácidos
Capítulo 33: Conversión de aminoácidos en productos especializados
Capítulo 34: Porfirinas y pigmentos biliares
Sección IV
Estructura, función y replicación de las macromoléculas informativas
Capítulo 35: Nucleótidos
Capítulo 36: Metabolismo de los nucleótidos de purina y pirimidina
Capítulo 37: Estructura y función de los ácidos nucleicos
Capítulo 38: Organización y replicación del DNA
Capítulo 39: Síntesis, procesamiento y metabolismo del RNA
Capítulo 40: Síntesis de proteínas y el código genético
Capítulo 41: Regulación de la expresión genética
Capítulo 42: Tecnología del DNA recombinante
Sección V
Bioquímica de la comunicación extracelular e intracelular
Capítulo 43: Membranas. Estructura, ensamble y función
Capítulo 44: Acción de las hormonas
Capítulo 45: Hormonas de hipófisis e hipotálamo
Capítulo 46: Hormonas tiroideas
Capítulo 47: Hormonas que regulan el metabolismo del calcio
Capítulo 48: Hormonas de la corteza suprarrenal
Capítulo 49: Hormonas de la médula suprarrenal
Capítulo 50: Hormonas de las gónadas
Capítulo 51: Hormonas del páncreas y vías gastrointestinales
Sección VI
Tópicos especiales
Capítulo 52: Estructura y función de las vitaminas hidrosolubles
Capítulo 53: Estructura y función de las vitaminas liposolubles
Capítulo 54: Nutrición
Capítulo 55: Digestión y absorción
Capítulo 56: Glucoproteínas
Capítulo 57: Matriz extracelular
Capítulo 58: Músculo
Capítulo 59: Proteínas plasmáticas, inmunoglobulinas y coagulación sanguínea
Capítulo 60: Eritrocitos y leucocitos
Capítulo 61: Metabolismo de xenobióticos
Capítulo 62: Cáncer, oncogenes y factores de crecimiento
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Bioquímica y medicina
Roberf K. Murray, MD, PhD
INTRODUCCIÓN químicos relacionados con las células vivas. Para
lograr este objetivo, los bioquimicos han necesitado
La bioquirnica es la ciencia que estudia las diversas mo- aislar las numerosa moléculas de que se componen
liculas que ce presentan en las células y organismos las cé1u]a1 determinar sus est~-~ctuYr aa nalizar la
vivos, asi como las reacciones quimicas que tienen forma en que funcionan. Para dar un ejem~lo1~0s
e~füermsd e numerosos bioquímicos Para comprender
lugar en los mismos. Una comprensibn más completa
la base mOlecular de la -proceso quc
de todas 1% manifestaciones de la vida, demanda el
acompaiia de preferencia, pero no de manera exclu-
conocimiento de la bioquímica. AdemBs, los estu-
siva, a las células musculares- han emprendido la
diantes de que adquieren una base siilida de
purificación de muchas moléculas, siniples y comple-
la bioquimica estarhn en una posición firme para
jas, seguida por detallados estudios de esh-uctura-fun-
enfrentarse, en la práctica y la investigación, a los dos
cibn. A iraves de estos esfuerzos, se han encontrado
intereses centrales de las ciencias de la salud: 1) la
algunas de los fundamentos muleculares
comprensión y conservación de la salud y 2) la apre-
de la contracción muscular.
ciación y tratamiento eficaz de la enfermedad.
Un obietivo adicional de la bioqliímica es intentar
la comprensión del origen de la vida; este fascinante
La bioquímica es la química
tema aún se encuentra en la etapa embrionaria.
de la vida
El campo de la bioquimica es tan amplio como la
vida misma. Dondequiera que hay vida, se prodiicm
La bioquimica puede definirse de manera más forma1 procesos quimicos. Los bioquimicos los estudian en
como la ciencia que se ocupa de la base química de microorganismos, vegetales, insectos, peces, aves,
la vida (del griego, bios: vida). mamíferos y en el ser humano. Es lbgico que los
La cblula es la unidad estructural de los sistemas estudiantes de ciencias biomédicas centren su interes
vivientes. La concfderaci0n de este concepto conduce en la bioquimica de los dos últimos grupos. No obs-
a una definicion funcional de la bioquímica como la tante, una apreciaci6n respecto a formas de vida
ciencia que se ocupa de los constituyentes químicos menos complejas tiene a menudo relevancia directa
de las células vivas y de las reacciones y procesos que con la bioquimica humana. Por ejemplo, las teorías
experimentan. Con esta definición, la bioquimica contemporaneas sobre la regulación de las activida-
abarca extensas heac de la biología celular, la biología des de genes y enzima5 en el ser humano provienen de
molecular y la genkitica moIecular. estiidios pioneros en pan enmohecido y bacterias. El
campo del DNA recombinante surgió de estudios en
El objetivo de la bioquímica es describir bacterias y sus virus; su rapidez para la multiplicacibn
y explicar, en términos moleculares, y la facilidad para extraer su material genético los hace
adecuados para análisis y manipulaciones gentticas.
todos los procesos químicos
El cor,ocimiento logrado por el estudio de genes vi-
de las células vivas
rales causantes de ciertos tipos de cáncer en animales
(oncogenes viraIes) ha permitido avanzar profunda-
El interés principal de la bioquimica es la compren- mente-en el modo en que la célula humana se torna
sión completa a nivel rnolecular de todos los procesos cancerosa.
2 Bioquim icu d~ JIarper (Capitulo I)
El: conocimiento de la bioquímica es las ciencias de la salud, en particular médicos, son la
esencial en todas las ciencias comprensión y mnservacibn de la salud y la comprensión
de la vida, incluyendo la medicina y tratamiento eficaz de las enfcmedades. !,a hio-
quimica tiene un impacto tremendo en ambos. De
Los fundamentos de la genética se apoyan en la blo- hecho, la interrelación entre bioquimica y medicina es
química de los ácidos nucleicos; a su vez, los enfoques un amplio camino de doble sentido. Los estudios
geneticos han dilucidado numerosas áreas de la bio- bioquimicos han ilurriinado numerosos aspectos de
química. La fisiologia, estudio de la función corporal, salud y enfermedad y, de manera inversa, cl estudio
se traslapa casi por completo con la bioquimica. La de éstas ha abierto areas nuevas en bioquimica. En la
inmunoIogía, por su parte, emplea numerosas técnicas figura 1-1 se muestran algunos casos de esta via de
bioquimicas y muchos de los aspectos inmunol0gicos doble dirección. Por ejemplo, fue necesario el cono-
han encontrado uso extenso eiitre bioquimicos. cimiento de la estructura y Ilinción de las proteinas para
Asimismo, la farmacologia y la farmacia se apoyan en dilucidar la sencilla diferencia bioquimica entre la hcmo-
un co~iocimientos blido dc bioquimica y Ilsiologia; glnbina normal y la de las células falcifonnes. Por otra
en particular, la mayoría de los firmacos son metabo- parte, el analisis de esta última ha conwibuido de mancra
lizados por reacciones catalizadas por enzimas y las significativa a la comprensibn de la estructura y función
comple,jas interacciones entre fármacos se compren- dc la hemoglobina normal y de otras proteínas. Po-
den mejor desdc el punto de vista bioquimico. Tam- drian citarsc ejemplos análogos del beneficio reciproco
bién los venenos actúan por medio de rcaccjones o entre bioquimica y medicina para los demhs pares de
procesos bioquimicos y este es el terna de la toxi- conceptos mostrados en la figura 1 -1 . Otro ejemplo
cologia. Cada vez más se emplean enfoques bioquimi- es el trabajo pionero de Garrod, mkdico inglCs, a
cos en el estudio de aspectos básicos de la patología principios de este siglo. Estudió pacientes con cierto
(estudio de la enfermedad}, como inflamación, lesión número de trastornos relativamente raros (alcap-
celular y cancer. Muchos profesionales en rnicro- tonuria. alhinismo, pentosuria y cistinuria; descritos
biologia, 7001ogía y botanica emplean métodos bio- en loc últimos capítulos) y estableció que su origen era
químicos casi de manera exclusiva. Estas relaciones genciico. Garrod designb a estas enfemcdades como
110 sorprenden, debido a que la vida como se conoce errores congdnitos del metabolismo. Sus punros de
dcpende de reacciones y procesos bioquirnicos. De vista proporcionaron una base importante para el desa-
hecho, han caído las viejas barreras entre las ciencias rrollo del campo de la genktica bioquímica humana.
de la vida y la bioquirnica se toma cada vez mas su La relaciún entre medicina y bioquímica tiene
lenguaje común. implicaciones filosóficas importantes para la primera.
Hasta donde el tratamiento medjco se asiente en el
conocimiento de la bioquimica y otras ciencias básicas
Una relación recíproca entre
pertinentes (como fisiología, microbiologia y nu-
la bioquímica y la medicina
tricibn), la práctica de la medicina tendrá una base
ha estimulado adelantos mutuos
racional que puede acomodar nuevos conocimientos.
Esto contrasta con culros de saliid no ortodoxos, que
Como se estableciii al principio de este capítulo, las a menudo se elevan a poco más que un mito sin
dos preocupaciones principales de los estudiosos de fundamento intelectual alguno.
t
Actdos
nucEelc05 Proteína Lípidos Carbohidratos
I
Anemia de células Aterosclerosis Diabetes
geneticas sacarina
falciforme5
t
MEDICINA
Figura 1-1. Ejemplos de la via de doble dirección (interrelación) que existe entre la bioquímica y medicina. El conocimiento
de los Compuestos mostrados en la porci6n superior del diagrama ha esclarecido las enfermedades mencionadas en la porcion
inferior; de manera inversa, análisis de los trastornos mostrados abajo han despejado numerosas áreas de la bioquimica
Debe aclararse que la anemia de cklulas falciformes es una enfermedad genetica y que tanto la aterosclerosis como la diabetes
sacarina tienen componentes geneticos
Bioquímicuy medicina 3
LOS PROCESOS BIOQU~MICOS Cuadro 1-1. Principales causas de enfermedad.
NORMALES SON LA BASE Tc dasl as ca irsiisenuni eradas actiian bajo tia
DE LA SALUD dt! varios rn ecanisnl os bioquírnicos t la
o t: n el cuerpo*
.
La Organización Mundial de la Salud (OMS) define 1. ..A g-c ..n t- - c.s fis-pi. c.o s- ~.. r - a-i -- i a-tismor necánico~
a la salud como un estado de "bienestar fisico, mental tcinper aturas extremas, cambios repentinos cn la
y social completo y no unicamente fa ausencia de prcsióri atmosférica, radiacibn, choque elkctrico
enferrnedad o dolencia". Desde un punto de vista 2. A-ee nte quirnicos y famacos: Ciertos comnuestos
bioquimico estricto, puede considerarse a la salud tvxicoc, , agentes terapéutica: ;, etcétera
como la situación en donde las miles de reaccioiies 3. Agente hiológicos: Vinis. ri ckettsias, b ln-
intra y extracelulares que tienen lugar en el cuerpo gos, fo rmas superiores de p:! ~rásilos.
proceden a velocidades adecuadas a su supervivencia .
4. ~5iicncidae o~igenoF: alta de Tumrnlsrro sangulneo,
máxima en el estado fisialogico. Sin embargo, este es
deficiencia en la capacidad sanpiiinea pa ra t~mspor:ai r
un concepto sumamente reduccionista; es necesario oxigeno, intouicaciiin de las enzimns oxi dativas
enfatizar que atender la salud de los pacientes no sólo
5. Gen6tica: Alteraciones congenita~o rn ,~,,,,,,,,
requiere de un extenso conocimiento de los funda-
6. oiies ininuii oliigicas: Anafilaxia nd
mentos biológicos sino tambien de principios sociales
y psicolbgicos. nunológic; 1
7. iilihrio nut r-ic-o nal: DÍ: ficiencia r :S,
A- -M:---. u>
La investigación bioquimica tiene
8. Dtsequilibrio en docrino: 1> eficiencias o excesos
impacto en la nutrición y la medicina hurmonates --
preventiva * i\dapiado con autori7acion ae KObblnS SL,C olram RS,K izmm
V Tlie Pafhologic Rasis ojDtseasr, 3rd ed. Saunders, 19R4
Un prerrequisito importante en la conservaci6n dc la
salud es la ingestión óptima de cierto numero de
compuestos qufmicos; de entre ellos los principales a Io Eargo del libro. No obstante, aquí se presentan s61o
son vitaminas, varios aminoficidos, &cidos grasos, siete ejemplos breves para ilustrar la envergadura del
minerales y agua. Dado que el objeto de la bioquimica tema y estimular e1 interés del lector.
y la nutrición es precisamente el estudio de los diver-
sos aspectos de estos compuestos, hay una selaci~n I) Los seres humanos deben ingerir cierto numero de
estrecha entre las dos ciencias. AdemBs, con la inten- rnol&culaso rgánicas comple,ja~ll amadas vitaminas
ci6n de restringir 30s costos en aumento del cuidado para conservar la salud. Si en la dieta hay deficien-
médico, se enfatizan los esfiierzos sistemáticos para cia de determinada vitamina, se comprometen las
conservar la salud y anticiparse a la enfermedad, es reacciones en que participan. Esta situación puede
decir, la medicina preventiva. Por tanto, cada vez manifestarse como una enfermedad por deficiencia
tiende a considermsc m6s el aspecto nutricional, por como escorbuto o raquitismo (resultado de Ingestidn
ejemplo, en la prevención de aterosclerosis y chcer. insufíciente de vitamina C y D, respectivamente).
El conocimiento de la nutricibn depende en alto grado Dilucidar la actividad de las vitaminas o sus deri-
de la bioquimica. vados con acción biolbgica ha sido una inquietud
constante de bioquimicos y nutri6logos desde el
Todas las enfermedades tienen principio del siglo. Una vez que el estado patologico
una base bioquímica por deficiencia de una vitamina se estableció, es
racional tratarla mediante la administracidn de la
Las enfermedades son manifestaciones de anorrnati- vitamina apropiada.
dades de molécu tas, reacciones quimicas o procesos. 2) El hecho de que numerosos vegetales en África son
En el cuadro 1-1 se enumeran tos principales factores deficientes en uno o más aminohcidos esenciales
como causa de padecimientos en el ser humano y los (es decir, aminoacidos que deben ingerirse con los
animales. Todos ellos afectan a una o más reacciones qui- alimentos para conservar la salud) ayuda a explicar
micas criticas Q rnaleculas del cuerpo. la desnutrición debilitante (kwashiorkor) que
padecen quienes dependen de esos vegetales como
Los estudios bioquimicos contribuyen fuente principal de proteínas. El tratamiento de
al diagnóstico, pronóstico y trataltiiento deficiencias de aminoácidos esenciales es racional
pero, desafortunadamente, no siempre es posible.
Existe un caudal de información respecto al uso de la Consiste en proporcionar una alimentacibn ba-
biaquimica en la prevención, diagnóstico y lanceada que contenga cantidades suficientes de
tratamiento de la enfermedad; muchos casos se citarhn tales aminoácidos.
3) Los esquimales Tnuit de Gruenlandia consumen malidad en la proteina transmembrana; de igual
cantidades abundantes de aceites de pescado ricos modo, podría introducirse un gen normal en las célu-
en ciertos acidos grasos poliinsaturados y se sabe las pulmonares por manipulaciiin genética. Ida
que su concentración plasrnática de colesterol es fenilcetonuria y la fibrosis quistica son ejemplos
baja, lo mismo que la frecuencia de aterosclerocis. de enfermedades geiaicas (cuadro 1-1 ).
Estas observaciones han estimulado el interés en el 6) El análisis del mecanismo de accihn de la toxina
uso de esos Bcidos para reducir los valores plas- bacteriana que causa el cálera ha proporcionado
rná~icosd e colesteral. infonacibn importante sobre el modo en que ocu-
Las enfermedades por deficiencia vitamínica rren las manifestaciones clínicas de la enfermedad
o de aminoácidos esenciales son ejemplos de dese- (diarrea copiosa y pérdida de sal y agua).
qui librios nutricionales (cuadro 1 -1 ). La aterosclerosis 7) El hallazgo de que los mosquitos transmisores de
puedc considerar~eu n desequilibrio de la nu- parásitos (plasmodios) que causan el paludismo
tricjon, pero tambikn intervienen otros factores pueden desarrollar resistencia bioquímica a la ac-
(corno el genético). ción de insecticidas, tiene consecuenciac importan-
4) El estado conocido como fcnilcetonuria si no se tes sobre los intentos para erradicar esta
trata, puede cotiducir en la infancia a retraso mental enfermedad. Este caso y el anterior, son ejemplos
grave. Desdc 1953, se conoce la base bioquimica de enfermedades causadas por agentes bioliigicos
de este trastorno, el cual está. detcrminado gencti- (cuadro 1-1).
carnente y se debe a la actividad escasa o nula de
la enzima que convierte el aminoácido fenilalanina Muchos estudios bioquirnicos aclaran
en tirosina. Esto, a su vez, eleva la concentración mecanismos patológicos y, a su ver,
sanguínea de fenilalanina, lo que dafia al sistema
las enfermedades inspiran estudios
nervioso central en desmollo. Cuando se descu-
en áreas especificas de la bioquímica
brió la naturaleza del daAo bioquímico, se trató la
enfermedad haciendo que los lactantes afectados
ingirieran una alimentación pobre en fenilalanina. Las observaciones iniciales reali~adasp or el mhdico
Una vez que se dispuso de pruebas bioquimicas inglés Archibald Garrod en un grupo pequeño de
selectivas para diagnosticar feni lcetonuria al errores congknitos del metabolismo al principio del
nacimiento, pudo instituirse el tratamiento desde el decenio de 1900, estimulb la investigación de las vias
principio en el niño afectado. hiliqiiimicas afectadas en estas alteraciones. Los es-
5) La fibrosis quistica es una enfermedad genMica fuerzos para comprender la base de la enfermedad
común de las glindulas exocrinas y las glhndtilas genktica conocida como hipercolesterr)lemia fami-
sudoríparas ecrinas. Se caracteriza por secseciones liar, que lleva a aterosclerosis grave a edad temprana,
anomalmente viscosas que obstruyen los conduc- condujeron al notable progreso en el conocimiento de
tos secretores del phncreas y los bronquiolos. los receptores celulares de los mecanismos de cap-
Ademhs. los pacientes con esta afección muestran tación ddel colesterol por las cÉlulas. Los estudios actuales
una concentración elevada de cloruro en el sudor. de los onrogenes en células cancerosas han dirigido
A menudo, las víctimas mueren a temprana edad la atención a mecanismos moleculares que interv-ncn
por infecciones pulmonares. En 1989, se inform6 en el control de la inultiplicacibn celular normal. Estos
sohrc el aislamiento y la secuencia completa del y otros numerosos ejemplos posibles ilustran la forma
gen causante de esta enfermedad. El gen normal en que el estudio de la enfermedad puede abrir areas
codifica una proteína transrnembrana (regulador enteras de la funci6n celular para la investigación
de la conductancia transmembrana en la fibrosis bioquimica bhsica.
quísticaj formada de 1480 arninoacidos, la cual
funciona como un conducto del cloruro. En 70%
de los pacientes con la enfermedad se ha observado
ESTE TEXTO AYUDARÁ A RELACIONAR
una deleción de tres bases en el gen, lo cual hace
CONOCIMIENTOS BIOQU¡MICOS CON
que en la proteina transmembrana falte el ami-
noacido 508, un residuo de fenilalanina. Se esth PROBLEMAS CL~NICOS
determinando la forma en que esta omisión altera la
hnciún de la proteína transmembrana con produc- En cl texto se encuentran dispersas, breves descripcio-
cion de moco demasiado denso. Este importante nes de los mecanismos bioquímicos en que sc basan
estudio facilitarii la identificacion de portadores del muchas enfermedades. En particular, las capítulos 63,
gen de la fibrosis quistica y se espera que conducirá 64 y 65 se refieren a las bases bioquimicas de varias
a un tratamiento rnás racional dc la enfermedad que enfermedades importantes. En el apcndice se analizan
el existente hasta ahora, Por ejemplo, quizfi será brevemente algunos conceptos basicos para interprc-
posible desarrollar fhrrnacos que corrijan la anor- tar los resultados de las pruebas bioquimicas de labo-
Bioyuimicu y medicina 5
Cuadro 1-2. Algunas investigaciones bialhgicas y pruebas de laboratorio aplicadas
al estudio de las enfermedadi
-::"- --"
-- - - - .- .. .- - .. -. - -...
- "." Ejemplo
-1. Revelar , ;I ,,u,, Au,,uu,,,L,,,ules y los mccanicmo2s- d-Lc.u - Dernostr~lai,, ,,,,,,, de l.o s -de,, ,,, ,,,,,,,,va -la
la enfermedad isis quistic:I
2. Sugerir tratamientos racionales de las enfi ileo de una dieta baja en fenilalan ina para e to
.
con base en las causas mencionadas antes ( i fenilcetuiii ui-ia ..
3. Ayudar al diagnóstico de enfermedades especirlcas ... de Ia enrima pila. qrnac. tica creatina. cina.s .r.i tv, ln (CK-MR)
4 , Actuar col mo pruebas para deteccibn y dlagnóstid: O en r I diagniistico de infarto de rniocardio
tcmpranci dc ciertas cnfemedades l'm~il eo de mediciones de tiroxina sangiilnea o d na
5 . Ayudar ein la vigilancia de le. evolucifin (por qemp, lo , estirn ulante del tiroidcs (TSH. del inglCs rhiroii TK
",,P,r,ll,n,P,,-,rlc ien, empeoramiento. remisibn o recaid,1,1 1 ,h.un,r r, nnne) en el diagnostico neonatal del hipotiroidismo
de ciertas en remidades ;hito
6. Ay udar a evaluar la respuesta dc las cnfcrmedad de laenzirr ca alaninaíi minotransf erasa /AI,l')
al tratamiento i vigilancia ucibn de lai- h-e patitis i nfrcciosa
r,irilileo de mrurL1uiie.i de anti~eiiu~ a~iriuernbrionario
(CEA) sanguíneo en cierta s tratados por cáncer de
ratorio y se presenta una lista de las mas empleadas La bioquimica y la medicina tienen una relacion
junto con el intervalo en el cual varian sus valores estrecha. La salud depende del equilibrio armonioso
normales. El propbsito global es animar at lector a dar de [as reacciones bioquimicas que tienen lugar en cl
a SU ~0nocitTlient0d e bioquimica Un USO ~linic0e fi- ,,,mo, . y- la enfermedad en
caz. biornold~ulas,r eacciones bioquimicas o procesos
Las inve~tigacionesb ioquimicas en relacion con
biológicos,
las enfermedades se resumen en el cuadro 1-2. En
Los adelantos en el conocimiento bioquirnico han
varias secciones de este libro se presentan ejemplos
iluminado numerosas áreas de la medicina. De modo
de muchos de estos usos.
inverso, a menudo el estudio de las enfermedades ha
revelado aspectos previamente no sospechados de la
bioquimica.
RESUMEN
Con frecuencia, un enfoque bioquímico es funda-
mental para aclarar las caus& de Ias enfermedades e
La bioquimica es la ciencia que se ocupa del estudio
idear terapéuticas
de las diversas molkculas que componen las células y apropiadas+
EE uso racional de varias pruebas bioquimicas de
organismos vivos así cono de sus reacciones quimi-
laboratorio es un componente integral del diagnhstico
cas, Debido a que la vida depende de estas reacciones,
la bioquimica se ha convertido en el lenguaje b;isico Y vigilmcia
de todas las ciencias biológicas. Un conocimiento sólido de la bioquimica y de
bioquímica se interesa en la totalidad de las otras disciplinas bQsicasr elacionadas es esencial para
forma? vivientes, desde virus y bacterias, relativamente la practica racional de la medicina y ciencias de la
simples, hasta les cornpIejos seres humanos. salud afines. I
REFERENCIAS
Garrod AE: Inhorn errors of metabolism (Croonian Lec- Scriver CR et al. (editors): The Melabelfc andiIhlecular
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chemi.~tryi n Clin~calP ractice, 2nd ed. Bunenuorth-
1 leinemann, 1994.
RiornoAéculas y métodos
bioquímicos
EL CUERPO HUMANO SE COMPONE
DE UNOS CUANTOS ELEMENTOS
Este capitulo tiene cinca objetivos. El primero se QUE COMBINADOS FORMAN UNA
refiere a la camposici6n del cuerpo y a las princi- EXTENSA VARIEDAD DE MOLÉCULAS
pales clases de moléculas que se encuentran en 61. El
estudio de estas mol&culasc onfonnagrnn parte de este
Los principales elementos san carbono,
texto.
hidrágeno, oxígeno y nitrógeno
La ctluIa es la principal unidad estructural y
funcional de la biología. La mayor parte de las reac-
ciones químicas dentro del cuerpo tienen lugar en las Se ha determinado la composición elemental del cuerpo
c6lulas. Por tanta, el segundo objetivo es dar una humano y en el cuadro 2-1 se muestran los principales
descripci6n concisa de los componentes de las c&lulas resultados. El carbono, oxígeno, hidrbgeno y ni-
y de la forma en que pueden aislarse; los detalles de trógeno son los constituyentes principales de casi
las funciones de estos componentes constituyen gran todas las biomol&culas. El fosfato es un componente
parte de la estructura del libro. de los Iicidos nucleicos as1 como de otras moléculas y
El tercer objetivo concierne al hecho de que la tambikn se distribuye ampliamente en su forma ioni-
biquimica es una ciencia experimental. Es importante zada en el cuerpo humana. Por su parte el calcio tiene
comprender y apreciar el enfoque experimental y los una funci6n importante en innumerables procesos
mbtodos usados en bioquimica, para permitir que su biolbgicos y sobre él esta enfocada buena parte de la
estudio se convierta en un ejercicio rutinario del investigacibn. Los elementos enumerados en la ter-
aprendizaje. Más aún, la bioquímica no es un cuerpo cera columna desempefían diversas funciones.
inmutable de conocimiento, sino un campo en evolución Muchos de ellos se manejan casi diariamente en la
constante. Los adelantos, como en otras lireas de la prhctica mkdica al atender a pacientes con desequili-
bioquímica, dependen de la innovación en el enfoque brios electroliticos (K', Na', C1- y Mg2+},a nemia por
experimental y tecnológico. deficiencia de hierro (Fe2+) y enfermedades de la
El cuarto objetivo consiste en resumir de manera tiroides (1-1.
breve los principales logros obtenidos en bio-
química. La visibn concisa de la ciencia, que se pre-
Las cinco principales biomolécufas
sentad aquí, ayudará a impartir en el lector un sentido
complejas son DNA, RNA, proteínas,
de la direccibn global del resto del texto.
El quinto objetiva se dirige a destacar lo poco que polisacaráridos y Iípidos complejos
conocemos en ciertas Areas, por ejemplo, sobre el
desarrollo, la di ferenciacidn y funcibn cerebral, el cáncer Como se muestra en el cuadro 2-2, las principales
y muchas otras enfermedades humanas. Quizá esto biomol~culasc omplejas encontradas en las células y
sirva de estimulo a algunos lectores para contribuir a tejidos de los animales superiores (incluyendo al ser
la investigacibn de estas Areas. humano) son DNA, RNA, proteínas, polisacfiridos
8 Biuqriim ica de Hrrrper
Cuadro 2-1. Composición ekemental aproximada ques estructurales de los Iipidos, aunque éstos no son
del cuerpo humano (con base en peso seco)* polimeros de acidos grasos. Al DNA, RNA, proteinas
- y polisacaridos se les conoce como hiopolimeros
debido a que esthn compuestos de unidades repetidas de
Carbono 50 sus bloques estructurales (los mon6meros). Las
Ovigeno Azufre
rnol~culasa ntes mencionadas constituyen esencial-
I lidrógeno
mente el "ingrediente vital" de este texto; la rnayor
N itrógcno
parte se ocupa de describir sus características bio-
alcio
F.cj sforo químicas y las de sus bloques estructurales. Por lo
general se encuentran las mismas moleculas comple-
---- 0.00005 jas en los organismos inferiores, pero pueden diferir
* Reproducido con autorizacibn de West ES. lodd WR. T?xzbook de los que se muestran en el cuadro 2-2. Por ejemplo,
ofRiochcmist~3. rd ed. Macmillan, 1961. las bacterias no contienen giucogeno o triaci!-
gliceroles, pero poseen otros polisacaridos y Iípidos.
y lipidos. Lac moiéculac complejas se construyen a Proteínas, I ípidos, carbohid ratos, agua
partir de biomoMculas simples, tainbien enumeradas. y minerales son los principales
Los bloques estructurales del DNA y el RNA (Ila-
componentes del cuerpo humano
rnados colectivamente ácidos nucleicoc) son los
desoxinucleótidos y los ribonucle6tidos, respccti-
Ya se mencionb cual es la composici6n elemental del
vamente. Por su parte, las bases estructurales de las
cuerpo humano. Su composición quimica se muestra
protehas con los arninoitcidos, mientras que los po-
en el cuadro 2-3; proteina, grasa, carbohidrato, agua y
lisacaridos estan constituidos por carbohidratos sim-
minerales son los elementos principales. E1 agua coris-
ples; en el caso del glucógeno (polisacárido principal
tituye la proporción mayor, aunque su cantidad varia
de los tejidos humanos), el carbohidrato es la glucosa.
ampliamente en los difcrentes tejidos. Su naturaleza
Los ácidos grasos pueden considerarse como los blo-
polar y su propiedad de formar puentes de hidrogeno
hacen al agua idealmente adecuada para su función
como solvente en el cuerpo. En el capítulo 3 se pre-
Cuadro 2-2. Biomol&culas orghnicas comptejas
sentan con mayor detalle las propiedades del agua.
principales de células y tejidos. Los &cidos nucleicos,
proteinas y plisadridos son biopolimems, constrriidm
a partir de las bases estructurales mostradas. Por
lo general, tos lipidos no son biopolimaros y no LA CÉLULA ES LA UNIDAD
todos tienen ácidos grasos como bases estructurates BÁSICA DE LA BIOLOG~A
-. . . ases - .. - - -.
1 l=a - [es tructurales 1 p~ruinncicpiaolens i La célula fue reconocida como la unidad fundamental
- de la actividad biológica por Schleidcn y Schwann y
D
por otros pioneros como Virchow en el sigloXIX. Sin
-" -- .- embargo, en los aRos posteriores a la Segunda Guerra
-, "
R ?( Ribo-ni - : nolde par sis
Pr rotelnica
- - -
P I ~Amino~Acidos ~ Nume~rosas: p~or lo ge~ne- ~
Cuadro 2-3. Composici6n química normal
ral son las moEculas que d Sn que p"esa 65q kg"
---. - -- - -! - -. -P. 0rc..e "-. AD" ."- ---
Proteínas 1 11 17.0
Grasas 9 13.8
Carbohidrato I 15
(elucóeeno) Agua? d_ i 51
--- Milierales -.- i' 4. II-- s
,
L ipidos * Reproducido con autor17a ción de D: avidson SD, Parsmore R,
Hrock JF: Iiuman ,l'uiri rion and Di ererrcs, 5th ed. Churchill
1 branas y almaccnaje por Livingstone, 1973.
El valor para el agua pucdc variar ampliamente entre los riirc-
tiempo prolongado dc
rentes tejidos, siendo tan bajo como 22 5% para el hueso sin
energía como triacil-
mtdula Además, el porcentaje dcf agua tiende a disminuir
1 aliccroles
confunnc alimenta 13 grasa curpura)