Harper bioquímica ilustrada

693 Pages·2010·56.27 MB·Spanish

by  Kathleen M. Botham, Robert K. Murray, Victor W. Rodwell

Director editorial: Javier de León Fraga
Editor Sponsor: Gabriel Romero Hernández
Supervisor de edición: Manuel Bernal Pérez
Corrección de estilo: Luis A. Leñero Leal
Supervisor de producción: José Luis González Huerta
NOTA
La medicina es una ciencia en constante desarrollo. Conforme surjan nuevos conocimientos, se requerirán
cambios de la terapéutica. El (los) autor(es) y los editores se han esforzado para que los cuadros de dosificación
medicamentosa sean precisos y acordes con lo establecido en la fecha de publicación. Sin embargo, ante los
posibles errores humanos y cambios en la medicina, ni los editores ni cualquier otra persona que haya parti-
cipado en la preparación de la obra garantizan que la información contenida en ella sea precisa o completa,
tampoco son responsables de errores u omisiones, ni de los resultados que con dicha información se obten-
gan. Convendría recurrir a otras fuentes de datos, por ejemplo, y de manera particular, habrá que consultar la
hoja informativa que se adjunta con cada medicamento, para tener certeza de que la información de esta obra
es precisa y no se han introducido cambios en la dosis recomendada o en las contraindicaciones para su admi-
nistración. Esto es de particular importancia con respecto a fármacos nuevos o de uso no frecuente. También
deberá consultarse a los laboratorios para recabar información sobre los valores normales.
HARPER. BIOQUÍMICA ILUSTRADA
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by Appleton & Lange; copyright © 1988 by Lange Medical Publications.
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ISBN: 978-0-07-162591-3
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Impreso en China Printed in China
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Contenido
Prefacio ix
1. Bioquímica y medicina
Robert K. Murray, MD, PhD 1
2. Agua y pH
II
Peter J. Kennelly, PhD S E C C I Ó N
y Victor W. Rodwell, PhD 6
BIOENERGÉTICA Y EL METABOLISMO
DE CARBOHIDRATOS Y LÍPIDOS 92
I
S E C C I Ó N
11. Bioenergética: la función del ATP
ESTRUCTURAS Y FUNCIONES
Kathleen M. Botham, PhD, DSc
DE PROTEÍNAS Y ENZIMAS 14 y Peter A. Mayes, PhD, DSc 92
12. Oxidación biológica
3. Aminoácidos y péptidos
Kathleen M. Botham, PhD, DSc
Peter J. Kennelly, PhD
y Peter A. Mayes, PhD, DSc 98
y Victor W. Rodwell, PhD 14
4. Proteínas: determinación de la estructura 13. Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa
primaria Kathleen M. Botham, PhD, DSc
Peter J. Kennelly, PhD y Peter A. Mayes, PhD, DSc 103
y Victor W. Rodwell, PhD 21
14. Carbohidratos importantes desde el punto de
5. Proteínas: órdenes de estructura superiores vista fisiológico
Peter J. Kennelly, PhD David A. Bender, PhD 113
y Victor W. Rodwell, PhD 31
15. Lípidos de importancia fisiológica
6. Proteínas: mioglobina y hemoglobina Kathleen M. Botham, PhD, DSc
Peter J. Kennelly, PhD y Peter A. Mayes, PhD, DSc 121
y Victor W. Rodwell, PhD 43
16. Perspectiva general del metabolismo y el
7. Enzimas: mecanismo de acción
suministro de combustibles metabólicos
Peter J. Kennelly, PhD
David A. Bender, PhD 131
y Victor W. Rodwell, PhD 51
17. El ciclo del ácido cítrico: el catabolismo
8. Enzimas: cinética
de la acetil-CoA
Peter J. Kennelly, PhD
David A. Bender, PhD 143
y Victor W. Rodwell, PhD 62
18. Glucólisis y la oxidación de piruvato
9. Enzimas: regulación de actividades
David A. Bender, PhD 149
Peter J. Kennelly, PhD
y Victor W. Rodwell, PhD 75 19. Metabolismo del glucógeno
10. Bioinformática y biología computacional David A. Bender, PhD 157
Peter J. Kennelly, PhD
y Victor W. Rodwell, PhD 84
vii
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viii CONTENIDO
20. Gluconeogénesis y el control de la glucosa IV
S E C C I Ó N
en la sangre
ESTRUCTURA, FUNCIÓN Y
David A. Bender, PhD 165
REPLICACIÓN DE MACROMOLÉCULAS
21. La vía de pentosa fosfato y otras vías
INFORMACIONALES 285
del metabolismo de hexosas
David A. Bender, PhD 174
3 2. Nucleótidos
22. Oxidación de ácidos grasos: cetogénesis
Victor W. Rodwell, PhD 285
Kathleen M. Botham, PhD, DSc
y Peter A. Mayes, PhD, DSc 184 3 3. Metabolismo de nucleótidos, purina y pirimidina
Victor W. Rodwell, PhD 292
23. Biosíntesis de ácidos grasos y eicosanoides
Kathleen M. Botham, PhD, DSc 34. Estructura y función del ácido nucleico
y Peter A. Mayes, PhD, DSc 193 P. Anthony Weil, PhD 302
24. Metabolismo de acilgliceroles y esfingolípidos 35. Organización, replicación y reparación de DNA
Kathleen M. Botham, PhD, DSc P. Anthony Weil, PhD 312
y Peter A. Mayes, PhD, DSc 205 36. Síntesis, procesamiento y modificación del RNA
25. Transporte y almacenamiento de lípidos P. Anthony Weil, PhD 335
Kathleen M. Botham, PhD, DSc 37. Síntesis de proteínas y el código genético
y Peter A. Mayes, PhD, DSc 212
P. Anthony Weil, PhD 353
26. Síntesis, transporte y excreción de colesterol 38. Regulación de la expresión génica
Kathleen M. Botham, PhD, DSc
P. Anthony Weil, PhD 369
y Peter A. Mayes, PhD, DSc 224
39. Genética molecular, DNA recombinante
y tecnología genómica
III P. Anthony Weil, PhD 388
S E C C I Ó N
METABOLISMO DE PROTEÍNAS
V
Y AMINOÁCIDOS 234 S E C C I Ó N
BIOQUÍMICA DE LA
2 7. Biosíntesis de los aminoácidos no esenciales
COMUNICACIÓN EXTRACELULAR
desde el punto de vista nutricional
Victor W. Rodwell, PhD 234 E INTRACELULAR 406
28. Catabolismo de proteínas y de nitrógeno
4 0. Membranas: estructura y función
de aminoácidos
Robert K. Murray, MD, PhD
Victor W. Rodwell, PhD 239
y Daryl K. Granner, MD 406
29. Catabolismo de los esqueletos de carbono
41. La diversidad del sistema endocrino
de aminoácidos
P. Anthony Weil, PhD 425
Victor W. Rodwell, PhD 248
42. Acción hormonal y transducción de señal
30. Conversión de aminoácidos en productos
P. Anthony Weil, PhD 444
especializados
Victor W. Rodwell, PhD 262
31. Porfirinas y pigmentos biliares
Robert K. Murray, MD, PhD 271
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CONTENIDO ix
VI 5 0. Proteínas plasmáticas e inmunoglobulinas
S E C C I Ó N
Robert K. Murray, MD, PhD 566
TEMAS ESPECIALES 459
5 1. Hemostasia y trombosis
Peter L. Gross, MD, Robert K. Murray, MD, PhD
43. Nutrición, digestión y absorción
y Margaret L. Rand, PhD 583
David A. Bender, PhD 459
5 2. Eritrocitos y leucocitos
4 4. Micronutrientes: vitaminas y minerales
Robert K. Murray, MD, PhD 593
David A. Bender, PhD 467
5 3. Metabolismo de xenobióticos
4 5. Radicales libres y nutrientes antioxidantes
Robert K. Murray, MD, PhD 609
David A. Bender, PhD 482
5 4. Historias de caso bioquímicas
4 6. Tráfico y distribución intracelulares de proteínas
Robert K. Murray, MD, PhD
Robert K. Murray, MD, PhD 487
y Peter L. Gross, MD 616
4 7. Glucoproteínas
Robert K. Murray, MD, PhD 506 Apéndice I 647
4 8. La matriz extracelular Apéndice II 648
Robert K. Murray, MD, PhD
Índice alfabético 651
y Frederick W. Keeley, PhD 527
4 9. Músculo y el citoesqueleto
Robert K. Murray, MD, PhD 545
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c a P í t u l o
1
Bioquímica y medicina
Robert K. Murray, MD, PhD
INTRODUCCIÓN de la vida están derrumbándose y la bioquímica está llegando a ser,
cada vez de manera más frecuente, su lenguaje común.
La bioquímica puede definirse como la ciencia de la base química de
la vida (del griego bios, “vida”). La célula es la unidad estructural
Una relación recíproca entre
de los sistemas vivos. De este modo, también es factible describir a
la bioquímica y la medicina
la bioquímica como la ciencia de los constituyentes químicos de las
células vivas, y de las reacciones y los procesos que experimentan. Me- ha estimulado avances mutuos
diante esta definición, la bioquímica abarca grandes áreas de la bio-
Las dos preocupaciones más importantes para los investigadores
logía celular, la biología molecular y la genética molecular.
en las ciencias de la salud —y en particular para los médicos— son
tanto el entendimiento y el mantenimiento de la salud, como la
El objetivo de la bioquímica es describir comprensión y el tratamiento efectivo de las enfermedades. La bio-
y explicar, en términos moleculares, todos química tiene enormes repercusiones sobre estas dos preocupa-
ciones fundamentales de la medicina. De hecho, la interrelación de
los procesos químicos de las células vivas
la bioquímica y la medicina es una amplia avenida que circula en
El principal objetivo de la bioquímica es el entendimiento completo, dos sentidos. Los estudios bioquímicos han esclarecido muchos as-
en el nivel molecular, de todos los procesos químicos relacionados pectos de la salud y la enfermedad, a la inversa, el estudio de diver-
con las células vivas. Para lograr este objetivo, los bioquímicos han sos aspectos de la salud y la enfermedad ha abierto nuevas áreas en
buscado aislar las numerosas moléculas que se encuentran en las la bioquímica. En la figura 1-1 se muestran algunos ejemplos de esta
células, determinar su estructura y analizar cómo funcionan. Se han avenida de dos direcciones. Por ejemplo, el conocimiento de la es-
usado muchas técnicas para estos propósitos; algunas de ellas se re- tructura y la función de las proteínas fue necesario para dilucidar la
sumen en el cuadro 1-1. diferencia bioquímica única entre la hemoglobina normal y la de
células falciformes. Por otra parte, el análisis de la hemoglobina
de células falciformes ha contribuido de manera significativa al en-
El conocimiento de la bioquímica es
tendimiento de la estructura y la función tanto de la hemoglobina
esencial para todas las ciencias de la vida
como de otras proteínas normales. Cabría citar ejemplos análogos
La bioquímica de los ácidos nucleicos ocupa un lugar fundamental de beneficio recíproco entre la bioquímica y la medicina para los
justo en el corazón de la genética; a su vez, el uso de métodos gené- otros incisos pareados que muestra la figura 1-1. Otro ejemplo es la
ticos ha sido crucial para dilucidar muchas áreas de la bioquímica. investigación pionera de Archibald Garrod, médico que ejerció en
La fisiología, el estudio de la función del cuerpo, se superpone con Inglaterra a principios del siglo xx, quien estudió a pacientes con
la bioquímica casi por completo. En la inmunología se emplean diversos trastornos hasta cierto punto raros (alcaptonuria, albinis-
muchas técnicas bioquímicas y numerosos métodos inmunológicos mo, cistinuria y pentosuria; los cuales se describen en capítulos pos-
han encontrado amplio uso por bioquímicos. La farmacología y la teriores), y estableció que estas enfermedades estaban determinadas
farmacia se fundamentan en un sólido conocimiento de la bio- por mecanismos genéticos. Garrod designó a estas enfermedades
química y la fisiología, en particular, casi todos los fármacos son como errores innatos del metabolismo (metabolopatías); sus
metabolizados mediante reacciones catalizadas por enzimas. Los ve- ideas proporcionaron un importante fundamento para el desarrollo
nenos actúan sobre reacciones o procesos bioquímicos; éste es el de la genética bioquímica humana. Los esfuerzos más recientes por
tema de estudio de la toxicología. Los métodos bioquímicos cada entender la base de la enfermedad genética conocida como hiperco-
vez reciben un uso más amplio en la investigación relacionada con lesterolemia familiar, que origina aterosclerosis grave a una edad
los aspectos básicos de la patología (el estudio de la enfermedad), temprana, han llevado a alcanzar un progreso notorio del entendi-
como la inflamación, la lesión celular y el cáncer. Muchos investiga- miento de los receptores celulares y de los mecanismos de captación
dores en microbiología, zoología y botánica emplean métodos del colesterol por las células. Los estudios de oncogenes en células
bioquímicos de manera casi exclusiva. Estas relaciones no sorpren- cancerosas han dirigido la atención hacia los mecanismos molecu-
den, porque la vida, como se le conoce, depende de reacciones y pro- lares involucrados en el control del crecimiento celular normal. Ta-
cesos bioquímicos. De hecho, las antiguas barreras entre las cien cias les ejemplos y muchos otros recalcan la manera en que el estudio de
1
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2 capítulo 1 Bioquímica y medicina
la enfermedad llega a abrir áreas de la función celular para investi- LOS PROCESOS BIOQUÍMICOS
gación bioquímica básica. NORMALES SON LA BASE DE LA SALUD
La relación entre medicina y bioquímica tiene inferencias im-
portantes para la primera. Mientras el tratamiento médico esté fun- La Organización Mundial de la Salud (OMS) define a la salud como
damentado con firmeza en el conocimiento de la bioquímica y otras el estado de “bienestar físico, mental y social completo, y no tan sólo
ciencias básicas, la práctica de la medicina tendrá una base racio- la ausencia de enfermedad”. Desde un punto de vista estrictamente
nal capaz de adaptarse para dar cabida al nuevo conocimiento. Esto bioquímico, cabe considerar a la salud como aquella situación en la
contrasta con prácticas de salud no ortodoxas y con al menos algu- cual las muchas miles de reacciones intracelulares y extracelulares
nas opciones de “medicina alternativa” que a menudo están funda- que ocurren en el cuerpo están procediendo a índices acordes con la
mentadas en poco más que mitos e ilusiones y, por lo general, care- supervivencia máxima del organismo en el estado fisiológico. Sin
cen de base intelectual alguna. embargo, se trata de un punto de vista en extremo reduccionista,
debe quedar de manifiesto que el cuidado de la salud de los pacien-
CUaDRO 1-1 Principales métodos tes no sólo requiere un amplio conocimiento de los principios bio-
y preparaciones usados en laboratorios de bioquímica lógicos, sino también de principios psicológicos y sociales.
Métodos para separar biomoléculas y purificarlas1
Fraccionamiento de sal (p. ej., precipitación de proteínas con sulfato de La investigación bioquímica tiene
amonio)
repercusiones sobre la nutrición
Cromatografía: en papel, de intercambio iónico, de afinidad, de capa y la medicina preventiva
delgada, de gas-líquido, de líquido a alta presión, de filtración en gel
Un prerrequisito importante para el mantenimiento de la salud
Electroforesis: en papel, de alto voltaje, en agarosa, en acetato de celu-
losa, en gel de almidón, en gel de poliacrilamida, en gel de dodecil es la ingestión óptima de diversas sustancias químicas en la die-
sulfato de sodio (SDS)-poliacrilamida ta, entre las cuales destacan vitaminas, algunos aminoácidos,
ciertos ácidos grasos, diversos minerales y agua. Dado que gran
Ultracentrifugación
parte del tema de estudio tanto de la bioquímica como de la nu-
Métodos para determinar estructuras de las biomoléculas trición comprende diversos aspectos de estas sustancias quími-
cas, hay una estrecha relación entre ambas ciencias. Más aún, se
Análisis elemental
está haciendo hincapié en los intentos sistemáticos por mantener
Espectroscopia con luz ultravioleta (UV), visible, infrarroja y con resonancia la salud y prevenir la enfermedad, esto es, en medicina preven-
magnética nuclear (NMR)
tiva, así que se observa un énfasis en los métodos nutricionales
Uso de hidrólisis en ácido o alcalí para degradar la biomolécula en estudio para —por ejemplo— tratar la prevención de aterosclerosis y cán-
hacia sus constituyentes básicos cer. El entendimiento de la nutrición depende en gran medida
Uso de un conjunto de enzimas de especificidad conocida para degradar del conocimiento sobre bioquímica.
la biomolécula en estudio (p. ej., proteasas, nucleasas, glucosidasas)
Espectrometría de masa
Casi todas las enfermedades (quizá todas)
Métodos de secuenciación específicos (p. ej., para proteínas y ácidos nu-
cleicos) tienen una base bioquímica
Cristalografía con rayos X Los autores creen que casi todas las enfermedades, si no es que to-
das, son manifestaciones de anormalidades de moléculas, reacciones
Preparaciones para estudiar procesos bioquímicos
químicas o procesos bioquímicos. En el cuadro 1-2 se listan los
Animal entero (incluye animales transgénicos y animales con genes principales factores que generan enfermedades en animales y se-
noqueados)
res humanos; todos afectan una o más reacciones químicas o mo-
Órgano aislado perfundido léculas cruciales en el cuerpo. Este libro presenta muchos ejemplos
de las bases bioquímicas de las enfermedades; en casi todas ellas
Corte de tejido
los estudios bioquímicos contribuyen tanto al diagnóstico como al
Células enteras tratamiento. El cuadro 1-3 resume algunos usos importantes de in-
Homogeneizado vestigaciones bioquímicas y pruebas de laboratorio en relación
con enfermedades. El capítulo 54 de este libro provee aún más ayu-
Organelos celulares aislados
da para ilustrar la relación entre bioquí mica y enfermedad al co-
Subfraccionamiento de organelos mentar con cierto detalle los aspectos bioquímicos de 16 casos mé-
dicos diferentes.
Metabolitos y enzimas purificados
Al final del capítulo 54 se esbozan de manera muy sucinta algu-
Genes aislados (incluso reacción en cadena de polimerasa y mutagénesis
nos de los principales desafíos que la medicina y las ciencias de la
dirigida hacia sitio)
salud relacionadas encaran. Al abordar estos desafíos, los estudios
1Casi todos estos métodos son idóneos para analizar los componentes presentes bioquímicos ya están entrelazados, y seguirán estándolo, con estu-
en homogeneizados de células y en otras preparaciones bioquímicas. El uso secuencial
dios en varias otras disciplinas, como genética, inmunología, nutri-
de varias técnicas por lo general permitirá la purificación de casi todas las biomoléculas.
El lector encontrará detalles en libros sobre métodos de investigación bioquímica. ción, patología y farmacología.
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CHAPTER 1 Biochemistry & Medicine 3
capítulo 1 Bioquímica y medicina 3
Bioquímica
Ácidos
nucleicos Proteínas Lípidos Carbohidratos
Enfermedades Depranocitosis Aterosclerosis Diabetes
genéticas mellitus
Medicina
FIgFUIRGAU R1E-1 1 E–j1em Epxlaoms dpele lsa oafv tehneid taw eon-w daoys sdtirreeectc cioonnense qctuine gc obnioecchtae mla ibstiroyq aunímd ica y la
medmiciendai.c Einl ceo. Knnoociwmleiedngteo odfe t lhaes bmioocléhceumlaisc abli omqouleímcuicleass smhooswtrna dina sth een t loap p paartret osuf ptheeri or del
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laM beiodqicuiínmeica, biología y medicina
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cu2an0d00o, líwdehreens dleea ldoes rdso os fg trhuep otsw coo mgrporuepnsd iidnovso elvne eds tien e sthfuise rezffo o(retl ahla gveen doemvae lhoupmeda neiot.h er directly as a result of the progress made
Int(etrhnea tIinontearln Hatuimonaanl GHeunmomane SGeqeuneonmcien gS Ceqounesonrctiinumg Cy oCnesleorrat iGume- in thEen H laG fiPg,u orra 1h-a2v see bmeuenes tsrpaunr árreeda so nde b gyr aitn. iAnste arnés oaucttugraol wquthe se
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dewscarsip ccoiómn pdlee tlead n iantu 2ra0l0e3z,a 5d0e ydeoabrlse ahftéleicr et hdeel dáecsidcori pdteisoonx iorrf ibthoe- CUaDRO 1-3 algunos usos de investigaciones
nudcloeuicbol e(-DhNelAic)a pl onra tWuraets oofn D yN CAri cbky. Watson and Crick. bTiAoBquLíEm 1ic–a3s y pSroumebea Us sdees loafb Boiroacthoermio iecnal r Ienlvaecsióting a tions
SoThn een oirmmpelsi claast iionnfesr eonfc itahse d Hel GHPG Pfo pra rbai loac bhieomquisímtryic, aa, tllo doaf con enfermedades
and Laboratory Tests in Relation to Diseases
la bbiioollooggíya,, aansíd c ofomr om peadrai clian em eadnidc irneal ayt elads hcieeanltchia ss cdiee nlac essa laurde
Uso Ejemplo
reltarceimoneanddaosu, sy, aaqnudí osónlloy sae fmewen pciooinnatns aarlgeu mnoesn tpiuonnteods . haehreo.r Iat eiss Use Example
ponsiobwle paoisslsairb cleu atolq uisioerla gtee na ny,y pgoern leo agnedn eursaul,a dlleyt edremteinrmari snue eists- 1. Revelar las causas Demostración de la naturaleza de los
1. To reveal the fundamental Demonstration of the nature of the
y los mecanismos defectos genéticos en la fibrosis
structure and function (eg, by sequencing and knockout ex- causes and mechanisms genetic defects in cystic fibrosis.
fundamentales de quística.
periments). Many previously unknown genes have been re- eonf fdeirsmeaesdeasdes
CUaDRO 1-2 Las principales causas 2. To suggest rational A diet low in phenylalanine for
2. Sugerir tratamientos Una dieta con bajo contenido de
deT eAnBfeLrmE e1d–a2d esT1he Major Causes of Diseases1 rtarecaiotmnaelenst sd oef diseases trefeantmilaelannt ionfa p phaerna yellk tertaotnamuriiean.to
based on item 1 above
enfermedades con de fenilcetonuria.
1. A1g. e Pnhtyessi cfíasilc oasg: etnratus:m Mateiscmhaon micaelc átnraicuom, tae,m epxetrraetmureas exotfr etmema,p cearmatbuiroes, base en el inciso 1
3. To assist in the diagnosis Use of the plasma levels of troponin I
repseundtdineons c dhea nlag perse isni óantm atomspohsfeérricic pa,r erasdsuiarcei,ó rnad, diaetsiocanr, geale ecltércict rsihcao.c k.
of specific diseases or T in the diagnosis of myocardial
3. Ayudar en el diagnóstico Uso de las concentraciones plasmáticas
2. 2A.g eCnhteems iqcuaílm aicgoesn, tisn,c luinscol ufdáirnmga cdorsu: gcsie: rtCoes rtcaoimn putoexsitco s ctoómxicpoosu, nfdárs-, de enfermedades indfaer ctrtoiopno.nina I o T en el diagnóstico de
matchoesr atepreauptéicu dtircuogs,s ,e etctcé.tera. específicas infarto de miocardio.
3. A3g. Beniotleosg bicio algóegnictos:s :V viriuruses,s ,b baaccteteriraias,, fhuonnggi,o hsi,g fhoermr faosr msusp oefr pioarreass idtees .pa- 44.. TAoc atucat ra cs osmcreoe pnriunegb taess t s UsUes oof d me emaseudriecimóne ndte o lfa b tliorooxdin a o de la
rásitos. dfoer dtheete ecacriólyn d piaagran oesl is of thhyorormxinoen ao re sthtiymrouilda-nstteim duel alat itnirgo ides
4. Oxygen lack: Loss of blood supply, depletion of the oxygen-carrying certain diseases hormone (TSH) in the neonatal
diagnóstico temprano de (TSH) en la sangre en el diagnóstico
4. Falctaa pdaec iotyx íogfe tnhoe: bpléoroddid, ap odiseol naipngo rotef tshaen ogxuidínaetoiv, ed eisnmzyinmuecsi.ón de la diagnosis of congenital
ciertas enfermedades neonatal de hipotiroidismo
capacidad transportadora de oxígeno de la sangre, envenenamiento hypothyroidism.
5d.e G laens eetnicz idmisaosr doexrisd: aCtoivnagse. nital, molecular. congénito.
5. To assist in monitoring Use of the plasma enzyme alanine
5. T6r.a Ismtomrnuonso gloegniéct riceoasc:t cioonnsg: Aénniatopsh,y mlaoxlies,c auulatroeims.mune disease. 5. Athyeu dparor gar veisgsi l(aier ,e rle covery, Uasmo idneo ltara ennszfiemraas ep l(aAsLmTá) tinic a alanina
progreso (esto es, aminotransferasa (ALT) en la
worsening, remission, monitoring the progress of
6. R7e. a Ncuctiorintieosn ianlm imunbaitlaarniacse:s a: nDaefifilcaixeina,c eiensf,e erxmceedssaeds .autoinmunitaria. recuperación, vigilancia del progreso de hepatitis
or relapse) of certain infectious hepatitis.
empeoramiento, remisión infecciosa.
7. D8e. s Eenqduoiclirbinrieo sim nubtarliacinocneas:l eHs:o drmefiocnieanl cdieafis,c eiexncceiseoss, .e xcesses. od irseecaasíedsa) de ciertas
81.N Doetese: qAull iolifb trhioe sc aeunsdeos clirsitneods a: cdte bfiyc iineflnuceinacsi nog e txhcee vsaorsio huos rbmioochneamleicsa.l 6. Teon afesrsmiste idna adsesse ssing the Use of measurement of blood
mechanisms in the cell or in the body. response of diseases to carcinoembryonic antigen (CEA)
Uso de la medición del antígeno
1No(Atad:a tpotdeads, lwasit cha puesrams liissstiaodna, sfr aocmtú Raonb abl iinnsfl SuLir, sCoobtrraem lo Rs Sd,i vKeurmsoasr mV: eTchaen Pisamthooslo gic Basis therapy in certain patients who have been
biooqfu Dímiseicaosse ,e 3nr dla e cdé.l Sualau on deenr se,l 1c9u8e4rp. Coo.pyright © 1984 Elsevier Inc. with permission 6. Ayudar en la evaluación trecaartceidn ofoerm cabnricoenra orifo t h(CeE cAo)l oenn. la
from Elsevier.) de la respuesta de sangre en ciertos pacientes que han
(Adaptado, con autorización, de Robbins SL, Cotram RS, Kumar V: The Pathologic Basis enfermedades a la terapia recibido tratamiento para cáncer de
of Disease, 3a. ed. Saunders, 1984. Copyright © 1984 Elsevier Inc. con autorización de
colon.
Elsevier.)
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4 CHAPTER 1 Biochemistry & Medicine
4 capítulo 1 Bioquímica y medicina
Transcriptómica Proteómica Glucómica Lipidómica
Metabolómica Nutrigenómica
Farmacogenómica Bioinformática
HGP
(genómica)
Bioingeniería Biotecnología
Biofísica Bioética
Biología de células Terapia génica
madre
Diagnóstico molecular Biología de sistemas Biología sintética
FFIIgGUURRAE 11–-22 ETlh Heu Hmuamna Gne Gnoemnoem Preo Pjercotj e(HctG (PH)G hPa) ihnaflsu iindflou seonbcreed m muacnhya sd disicsicpiplinlineas s y
áarneda sa rdeea sin ovfe rsetsigeaacrcióhn..
camchpaopst edre. Th-óme ipcrao, dquucet sc oomf gpernenesd e(nR NesAtu mdioosle icnutleegsr aalneds dper olatesi ness-) n bBiiooqcuhíemmiciastsr, yla i sb icooqnucímerincead s ew hitah c tohnev eernttidiroe esnp eecl tlreunmgu aojfe l bifáes ico de
truacrteu rbaesi yn gfu sntcuidonieeds dues ilnasg mthoelé tceuclhasn qicuse ocfa dtraa unnsoc reisptutodmia.i cEsl galnod- tfoodrmas sl,a fsr coimen criealsa tbivioellóyg siicmasp. le viruses and bacteria to complex
sarpior odtee oemsteic csa. pOítnuelo sppreocptaocrcuiloanr ae xlaasm dpelfien oicfi othnees sdpee eldos ocfa pmrpoogs- ■ Lhau mbioaqnu bímeinicgas s.e encarga del estudio de toda la gama de formas de
listraedsos si an ctornatninscuraicpitóonm. Licoss pisr otdhue cetoxsp dloes gioenne os f( mkonloéwculeladsg dee aábcioduot n vBiidoac, hdeemsdies tvriyr uasn yd bmacetdeirciains eq uaree p iundtiiemraante clyo nresildateerdar. sHe esaimlthpl es hasta
ribsomnuaclll eRicNo A[R NmAo]l eyc purloeste íansa sr)e egsutálant obrasj oo efs tguednioe caocnt ievli tuys.o Odeth laesr sdeerpese nhudms oann oas hcaormmpolenjioosu. s balance of biochemical reactions
occurring in the body, and disease reflects abnormalities
téc-noimcaisc sd efi etlrdasn sincrcilputdóem gilcyac oym pircost,e lóimpiidcoam. Uicns , nmoteotraibo oeljoemmipclso, ■ La bioquímica y la medicina están íntimamente relacionadas. La
in biomolecules, biochemical reactions, or biochemical
de nlau trraipgiedneoz mdeicl sp, raongdre psoh aernm taracnosgcernipotmómicics.a Teos klae eepx pploascieó nw idthe salud depende de un equilibrio armonioso de reacciones bioquímicas
processes.
conthoec imamieonuton tr eolaf ciinofnoardmoa ctoionn m boeliéncgu lgaes ndeer aRtNedA, bpieoqiunefñoarsm caotmicos que están ocurriendo en el cuerpo, en tanto que la enfermedad refleja
reghualsa droecraesiv deed l am aucctihv iadtatedn dteio gne.n Oest.h Oertr roesl actaemdp fioesl ddse t-oó mwihciac cho tmh-e n aAndovrmanacleids aidne bs ieonc hbeiommicoalél ckunlaosw, rleeadcgcei ohnaevse b iiloluqmuíimnaictaesd o m parnocye sos
preimndpeent ugslu fcróommi ctah,e l iHpiGdóPm hiacsa , cmarertiaebdo loóvmeri caar,e n buitoritgeecnhónmoliocag yy, bairoeqaus íomf imcoesd. icine. Conversely, the study of diseases has often
revealed previously unsuspected aspects of biochemistry.
farbmioaecnoggeinneóemriincag., Pbairoa pmhaynstiecns,e rasne dal bdiíao ectohni lcas .c aSntteimda dc delel inbfioorl-- ■ LBoios cahvaenmciecsa el na pepl croonacohceims aiernet ooft deen l af ubniodqaumímenictaa lh iann i ellsucmlariencaitdino g
maocgióyn i qs uaet steh ees tcáe gnetenre roafn mdou, clah b ciouirnrfeonrtm reástiecaar chha. rGeceibnied oth meurachpay mthuec chaaus sáerse aosf ddeis leaa mseesd aicnidn ai.n A d leas iignnveinrsga a, pelp ersotpurdiiaot ed eth laesr apies.
enfermedades a menudo ha revelado aspectos previamente no
atehnacsió yne. tO ttor ods eclaivmepr otsh ree lparcoiomniasdeo tsh aa lto ist ccuoanletsa isnes h, ab turta nits mseiteimdos n sThosep ejuchdaicdioosu dse u lsae b oiof qvuaírmioiucsa .b Lioosc hmeémtoicdaols l babiooqruaítmoriyco tse sstuse ilse na nse r
el pímropbeatub led etlh aHtG wPil ls ooncc buiro stoeconnoelro ogría l,a tbeiro. iMngaennyi enreíaw, bmiooflíescicual ayr fiunntedgarmale cnotamleps opnaeran te socfl adrieacgenr olassis c aanudsa ms doen eitnofreirnmge odfa dtreesa ytm diesnetñ.ar
biodéitaigcan.o Lsati cb itoelsotgsí ah advee cdéeluvlealos pmeadd irne aorceuapsa s uucnh l uagsa gr epnreetpico,n mdei-- n tAer saopuians da pkrnoopwialdeadsg.e of biochemistry and of other related basic
ranctreo benio lgorganic ,p aanrtde idmem lau ninovleosgtiigca tceisótnin agc atunadl. dLiaa gpnroosmise.s Say qsuteem las ■ Edli sucsiop ljiunieciso isso e dssee dnitviearl sfaosr p trhuee braatsi obnioaql upírmacictaicse d oe fl ambeodraictoinrieo aens du n
terbaipoilao ggéyn iisc aa llsloev bau irmgpeolínciitnag a. úSny nntoh seet iccu bmioplleo,g pye irso ppearrheacpe sp trho-e croemlatpeodn henetael tihn tsecgireanl cdeesl. diagnóstico y de la vigilancia del tratamiento.
babmleo sqtu ien tersiog uoincugr orifr aál lt.a Thrdeis oh ates mthper apnoot.e nStei ahl afno rc crreeaadtoin mg ulicvhinags ■n URnes cuolntso ocifm thieen HtoG sPól iadnod d oef lrae bsieoaqruchím inic are yl adtee do tarraesa ds iwsciilpl lhinaavse
pruoergbaans idsimags n(óesgt,i cinasit mialolyle csumlaarlle sb nacuteevraias )e nfr áormea sg ceonmetoic p mruaetbearsi ayl baá psircoafso cuonnde xinasfl uese nesceen ocina lt hpea rfau ltau prer áocft ibciao rloacgiyo,n male ddeic lian me eadnidc ina y
diaignn vóisttrioc.o Th geenséet iccoous,l dm picerrohbaiposló bgeic does sei ginnemdu tnoo clóagrircyo os.u Lt as pbeiocilfio-c doet hceiern hceiaaslt dhe s lcai esnalcueds .relacionadas.
gíat adsek ssi s(teegm, taos mtamopb iuépn epsettár eonle cuimern sepsi.l Llsa) .b Aiosl oing ítah sei nctaéstei coaf qsuteizmá ■ Los resultados del HGP y de investigación en áreas afines tendrán
es lcae mllsá, st ihnitse raerseaan twe dilel taotdtraasc, tc umenutcah c oantt eenl ptiootnen fcrioaml d eb ciroeeatrh oicrigsat-s una profunda influencia sobre el futuro de la biología, la medicina y
nisamnods ovtihveorss .( pM. aenj.,y eonf uthne i naibcoiov eb taocpteircisa sa rpee qreufeeñrares)d at op alarttierr dine REoFtrEasR cieEnNciasC dEe lSa salud.
mattheirsi atle xgte.nético in vitro, el cual quizá podría ser diseñado para
Burtis CA, Ashwood ER, Bruns DE: Tietz Textbook of Clinical
llevar a Acallb oo ft atrheea sa ebsopveecí fihcaavse ( pm. eajd.,e l itmhpe iaprr edseernratm tiems de ea p veterróyl eeox)-.
Chemistry and Molecular Diagnostics, 4th ed. Elsevier Inc, 2006.
Cocmitoin egn oenl cea fsoor d set ulads yciénlug laosr mtoa dbree , desirtae cátrleya iantvraoelvráe dm iunc hbai oaltoengy-
Encyclopedia of Life Sciences. John Wiley, 2001. (Contains some
cióann pdo mr peadritcei ndee. eThxpee rotoust ceonm beiosé otifc are ys eoatrrcohs. iMn átsh aed vealarnioteu es na reesates RE3F00E0 RcoEmpNreCheInasivSe articles on various aspects of the life
libmroe snet hioancee dre afebroevnec iaw ail lm iumcphoacs td ter leoms etenmdoasu aslnyt eornio rtehse. future of Burtsicsi eCnAc,e As.s Ahwccoeosdsi EblRe, oBnrluinnse DatE w: Twiwet.ze lTs.enxetbt ovoiak loibf rCalriineisc awl iCthh eam istry
bioTloodgoy ,l mo eandtiecrinioer ahnad h tehceh hoe qaulteh lsac iéepnocceas .actual sea muy inte- asunbds Mcroipletciounla.)r Diagnostics, 4th ed. Elsevier Inc, 2006.
resante para estudiar o participar de manera directa en biología y EFnrucytoclno pJSed: iPar ootfe Linifse, SEcnizenymcees.s ,J oGhenn eWs:i Thley,e 2I0n0te1r. p(lCaoyn otfi eCnhee umniosstr 3y 000
medicina. Los resultados de la investigación en las diversas áreas aarntídc uBlioosl osgoyb.r Ye adliev eUrnsoivs earsspiteyc tPorse dses, l1as9 9ci9e.n (cPiaros vdied leas vtihdea .h Eissttoár ical
antSesU mMencMionAadRasY tendrán grandes repercusiones en el futuro de la dbiascpkognriobulen edn floínr ema uench w owf wto.edlsa.yn’est b mioecdhiaenmteic uanl are ssuesacrrcihpc.)ión en
biología, la medicina y las ciencias de la salud. Garbriobdlio AteEc:a Isn.)born errors of metabolism. (Croonian Lectures.)
n Biochemistry is the science concerned with studying the FrutLoann JcSe: tP 1r9o0te8i;n2s:1, E, 7n3z,y 1m4e2s,, 2G1e4n.es: The Interplay of Chemistry and
various molecules that occur in living cells and organisms GutBtimolaocghye. rY aAleE U, Cnoivlelirnsist yF SP:r eGses,n 1o9m99ic. (mPreodviecein eel —coAnt epxrtiom heirs.t Nór ico de
RESUanMd wEitNh t heir chemical reactions. Because life depends on gErnangl pJa Mrtee dd e2 l0a0 i2n;v3e4s7ti:1ga5c1i2ó.n ( Thactiusa al rstoicblree wbiaosq tuhíem fiicras.t) of a series
biochemical reactions, biochemistry has become the basic Garorof d1 1A mE: oInnbtholryn a errtriocrless o pf umbeltisahbeodli simn .t h(Ce rNooewni aEnn Lgleacntudr Jeosu.)r Lnaanl coeft
■ La lbainogquuaímgei coaf easl ll ab cioielongciiac qscuiee nsec eesn.carga del estudio de las diversas 1M90ed8;i2ci:1n,e 7 d3e, s1c4r2ib, 2in1g4 .various aspects of genomic medicine.)
moléculas que se encuentran en células y organismos vivos, así como Guttmacher AE, Collins FS: Genomic medicine—A primer. N Engl J Med
sus reacciones químicas. Dado que la vida depende de reacciones 2002;347:1512. (Fue el primero de una serie de 11 artículos publicados
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capítulo 1 Bioquímica y medicina 5
mensualmente en el New England Journal of Medicine, describiendo propiedades biológicas de las células madre y sus usos en diversas
diversos aspectos de la medicina genómica.) enfermedades.
Guttmacher AE, Collins FS: Realizing the promise of genomics in Biología de sistemas: campo de la ciencia en el cual se estudian sistemas
biomedical research. JAMA 2005;294(11):1399. biológicos completos como enteros integrados (en contraposición con
Kornberg A: Basic research: The lifeline of medicine. FASEB J 1992;6:3143. el método reduccionista de, por ejemplo, la bioquímica clásica).
Kornberg A: Centenary of the birth of modern biochemistry. Biología sintética: campo que combina técnicas biomoleculares con
FASEB J 1997;11:1209. métodos de ingeniería para construir nuevas funciones y sistemas
Manolio TA, Collins FS: Genes, environment, health, and disease: Facing biológicos.
up to complexity. Hum Hered 2007;63:63. Biotecnología: campo en el cual se combinan métodos bioquímicos, de
McKusick VA: Mendelian Inheritance in Man. Catalogs of Human Genes ingeniería y otros, para crear productos biológicos para uso en
and Genetic Disorders, 12th ed. Johns Hopkins University Press, 1998. medicina y en la industria.
[Abreviado como MIM] Diagnóstico molecular: uso de métodos moleculares (p. ej., sondas de
Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM): Center for Medical DNA) para ayudar en el diagnóstico de diversas enfermedades
Genetics, Johns Hopkins University and National Center for bioquímicas, genéticas, inmunitarias, microbianas y otros
Biotechnology Information, National Library of Medicine, 1997. http:// padecimientos médicos.
www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/ (Los números asignados a las entradas Farmacogenómica: uso de información y tecnologías genómicas para
en el OMIM serán citados en algunos capítulos de este libro. Mediante optimizar el descubrimiento y desarrollo de blancos terapéuticos y de
consultar esta amplia presentación de enfermedades y otras entradas fármacos (véase capítulo 54).
relacionadas sobre proteínas específicas, enzimas y demás, el lector Genómica: el genoma es el grupo completo de genes de un organismo
incrementará en gran medida su conocimiento y comprensión de (p. ej., el genoma humano), y genómica es el estudio a fondo de las
varios temas vinculados con este texto y que son considerados aquí. estructuras y funciones de genomas (véase capítulo 10 y otros).
La versión en línea es actualizada casi a diario.) Glucómica: el glucoma es la totalidad de carbohidratos simples y
Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology, rev. ed. complejos en un organismo. La glucómica es el estudio sistemático de
Oxford University Press, 2000. las estructuras y funciones de glucomas (p. ej., el glucoma humano;
Scriver CR et al (editors): The Metabolic and Molecular Bases of Inherited véase capítulo 47).
Disease, 8th ed. McGraw-Hill, 2001. (Este texto está ahora disponible lipidómica: el lipidoma es la totalidad de lípidos que se encuentran en un
en línea y actualizado como The Online Metabolic & Molecular Bases organismo. La lipidómica es el estudio a fondo de las estructuras y
of Inherited Disease en www.ommbid.com. Se requiere una suscripción, funciones de todos los miembros del lipidoma, así como de sus
pero el acceso está disponible en bibliotecas de universidades y interacciones, tanto en salud como en enfermedad.
hospitales, entre otras opciones.) Metabolómica: el metaboloma es la totalidad de metabolitos (moléculas
Scherer S: A Short Guide to the Human Genome. CSHL Press, 2008. pequeñas comprendidas en el metabolismo) que se encuentran en un
organismo. La metabolómica es el estudio a fondo de sus estructuras,
funciones y cambios en diversos estados metabólicos.
GLOSaRIO Nutrigenómica: estudio sistemático de los efectos de los nutrientes sobre
la expresión genética y de los efectos de variaciones genéticas sobre el
Bioética: área de la ética que se encarga de la aplicación de principios manejo de nutrientes.
morales y éticos a la biología y medicina. proteómica: el proteoma es la totalidad de proteínas de un organismo. La
Biofísica: aplicación de física y sus técnicas a la biología y medicina. proteómica es el estudio sistemático de las estructuras y funciones de
Bioinformática: disciplina que se encarga de reunir, almacenar y analizar proteomas, incluso variaciones en la salud y la enfermedad (véase
datos biológicos, en especial secuencias de DNA y proteína (véase capítulo 4).
capítulo 10). terapia génica: se aplica al uso de genes sometidos a procesos de ingeniería
Bioingeniería: aplicación de ingeniería a biología y medicina. genética para tratar diversas enfermedades (véase capítulo 39).
Biología de células madre: una célula madre es una célula indiferenciada transcriptómica: el transcriptoma es el grupo completo de transcriptos
que tiene el potencial de renovarse por sí misma y de diferenciarse de RNA producidos por el genoma a un periodo fijo en el tiempo. La
hacia cualquiera de las células adultas que se encuentran en el transcriptómica es el estudio integral de la expresión génica a nivel del
organismo. La biología de células madre se encarga del estudio de las RNA (véase capítulo 36 y otros).
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