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ISTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEACAYUCAN

INGENIERIA BIOQUÍMICA

FUNDAMENTO DE LA INVESTIGACIÓN

ORIGEN, EVOLUCIÓN Y ESTADO ACTUAL DE LAPROFECIÓN

(ING. BIOQUÍMICA)

FONSECA LARA BLANCA ESTEFANIA

GRIPO 101-A

VoBo.

ING. LUCIA DEL CARMEN UGARTE SANCHEZ

INDICEACAYUCAN, VER

31-AGOSTO-2015

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Portada 1

Índice 2

Introducción 3

Justificación 4

Ingeniería bioquímica 5

Conceptos de ingeniería bioquímica 5

Antecedentes de la bioquímica 6

Estado actual de la bioquímica 10

Conclusión 17

Bibliografía 16

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INTRODUCCIONLa bioquímica aunque es considerada una ciencia joven ha

sido de gran importancia dado que gracias a lasinvestigaciones y los grandes descubrimientos que esta hahecho se ha podido describir y comprender las diversasreacciones químicas y estructuras que existen en los seresvivos de tal manera que se entiende y se describe con mayorprofundidad que antes. Tal es el caso del metabolismo y lafunción respiratoria.

Mientras se ha considerado que este campo es recientepor diversas situaciones; no es así dado que está a existidodesde el comienzo de los tiempo ligado siempre a la química yla biología, con los avances científicos esta se fuedesarrollando hasta el grado que se desligo y se enfocó aotros temas aunque no se ha separado de estas dos que sonbase y auxilio de esta. También la bioquímica depende dediversas ramas como las matemáticas, física, medicina,etcétera.

Aunado al desarrollo de las diversas técnicas deinvestigación como los rayos x esta ciencia ha llegado a sermás una ciencia experimental que aborta muchas ramas y es unaciencia fundamental para resolver los diversos problemas denuestra era como las enfermedades, las crisis alimentarias,el calentamiento global, etcétera.

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JUSTIFICACIONLa elaboración de este trabajo se realizó con la

finalidad de conocer mejor el origen de la bioquímica comociencia, de igual manera conocer su desarrollo a través de lahistoria y sus avances en los descubrimientos que formaron labase de esta joven pero muy importante ciencia. Por lo cualal conocer su evolución entendemos con mayor facilidad elestado actual en la que sea desarrollada esta ciencia.

Y comprenderemos los campos de trabajo en los cuales sepuede desarrollar un ingeniero bioquímico en la actualidad,dando a conocer al lector lo valiosa que esta ciencia tiendea ser a pesar de ser joven hoy, de igual manera enseñar lasramas que este campo de investigación se apoya paradesarrollar sus teorías y conocimientos así como susexperimentos.

Esperando que el lector se complazca con esta humildeinvestigación los invito a continuar y agradezco su interéspor el conocimiento de esta ciencia llamada bioquímica.

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INGENIERIA BIOQUÍMICALa bioquímica es una ciencia que estudia la composición

química de los seres vivos, especialmente las proteínas,carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, además de otraspequeñas moléculas presentes en las células y las reaccionesquímicas que sufren estos compuestos (metabolismo) que lespermiten obtener energía (catabolismo) y generar biomoléculaspropias (anabolismo). La bioquímica se basa en el concepto deque todo ser vivo contiene carbono y en general las moléculasbiológicas están compuestas principalmente de carbono,hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.

La Ingeniería Bioquímica trata de la conducción deprocesos biológicos en una escala industrial, proporcionandola unión entre la Biología y la Ingeniería Química. En elmundo existen diferentes conceptos, interpretaciones ytendencias de lo que es la Ingeniería Bioquímica. Porejemplo, en Estados Unidos, el ingeniero bioquímico es unespecialista en ingeniería de fermentaciones o bioingeniería.

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En cambio, desde su implantación en México, la IngenieríaBioquímica se concibió de una manera integral y con unavisión que es, en general, mucho más amplia y ambiciosa quela que se aplica en otras latitudes.

Concepto de Ingeniería Bioquímica

Es la profesión que transforma materiales biológicos,aplicando conocimientos físicos y químicos, para la obtenciónde productos que satisfagan las necesidades sociales ycomerciales a beneficio de la humanidad. Esta ciencia es unarama de la Química y de la Biología, se basa en el conceptode que todo ser vivo contiene carbono y en general lasmoléculas biológicas están compuestas principalmente decarbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Esla ciencia que estudia la base química de la vida. Labioquímica es una ciencia experimental y por ello recurre aluso de numerosas técnicas instrumentales propias y de otroscampos.

Podemos entender la bioquímica como una disciplinacientífica integradora que aborda el estudio de lasbiomoléculas y biosistemas. Integra de esta forma las leyesquímico-físicas y la evolución biológica que afectan a losbiosistemas y a sus componentes. Lo hace desde un punto devista molecular y trata de entender y aplicar su conocimientoa amplios sectores de la medicina (terapia genética ybiomedicina), la agroalimentación, la farmacología.

Constituye un pilar fundamental de la biotecnología, yse ha consolidado como una disciplina esencial para abordarlos grandes problemas y enfermedades actuales y del futuro,tales como el cambio climático, la escasez de recursosagroalimentarios ante el aumento de población mundial, elagotamiento de las reservas de combustibles fósiles, la

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aparición de nuevas formas de alergias, el aumento delcáncer, las enfermedades genéticas, la obesidad, etc.

Antecedentes de la bioquímica

La bioquímica, anteriormente llamada de químicabiológica o fisiológica, surgió a partir de lasinvestigaciones de fisiologistas y químicos sobre compuestosy reacciones químicas en seres humanos y plantas el sigloXIX. Pero la aplicación de la bioquímica y su conocimiento,probablemente comenzó hace 5000 años con la producción de panusando levaduras en un proceso conocido como fermentación.

Es difícil abordar la historia de la bioquímica, encuanto que, es una mezcla compleja de química orgánica ybiología, y en ocasiones, se hace complicado discernir entrelo exclusivamente biológico y lo exclusivamente químicoorgánico y es evidente que la contribución a esta disciplinaha sido muy extensa. Aunque es cierto que existen datosexperimentales que son básicos en la bioquímica.

El término bioquímica fue propuesto por el químico ymédico alemán Carl Neuberg (1877-1956) en 1903, aunque desdeel siglo XIX grandes investigadores como Wohler, Liebig,Pasteur y Claude Bernard estudiaran la química de la vidasobre otras denominaciones.

El inicio de la bioquímica surge con los descubrimientosen 1828 de Friedrich Wöhler que publicó un artículo acerca dela síntesis de urea, probando que los compuestos orgánicospueden ser creados artificialmente. La diastasa fue laprimera enzima descubierta. En 1833 se extrajo de la soluciónde malta por Anselme Payen y Jean-François Persoz, dosquímicos de una fábrica de azúcar francesa. En 1840, Justusvon Liebig, mejoró las técnicas de análisis químico orgánicoy concluyó que las plantas necesitaban nitrógeno y dióxido decarbono en su alimentación.

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A mediados del siglo XIX, Louis Pasteur, demostró losfenómenos de isomería química existente entre las moléculasde ácido tartárico provenientes de los seres vivos y lassintetizadas químicamente en el laboratorio. También estudióel fenómeno de la fermentación y descubrió que interveníanciertas levaduras, y por tanto no era exclusivamente unfenómeno químico como se había defendido hasta ahora (entreellos el propio Liebig); así Pasteur escribió: «lafermentación del alcohol es un acto relacionado con la vida yla organización de las células de las levaduras, y no con lamuerte y la putrefacción de las células». Además desarrollóun método de esterilización de la leche, el vino y la cerveza(pasteurización) y contribuyó enormemente a refutar la ideade la generación espontánea de los seres vivos.

En 1869 descubre la nucleína y se observa que es unasustancia muy rica en fósforo. Dos años más tarde, AlbrechtKossel concluye que la nucleína es rica en proteínas ycontiene las bases púricas adenina y guanina y laspirimidínicas citosina y timina. En 1889 se aíslan los doscomponentes mayoritarios de la nucleína: proteínas (70 %) ysustancias de carácter ácido: ácido nucleicos (30 %) En 1878el fisiólogo Wilhelm Kühne acuñó el término enzima parareferirse a los componentes biológicos desconocidos queproducían la fermentación. La palabra enzima fue usadadespués para referirse a sustancias inertes tales como lapepsina.

En 1897 Eduard Buchner comenzó a estudiar la capacidadde los extractos de levadura para fermentar azúcar a pesar dela ausencia de células vivientes de levadura. En una serie deexperimentos en la Universidad Humboldt de Berlín, encontróque el azúcar era fermentado inclusive cuando no habíaelementos vivos en los cultivos de células de levaduras.Llamó a la enzima que causa la fermentación de la sacarosa,

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“zimasa”. Al demostrar que las enzimas podrían funcionarfuera de una célula viva, el siguiente paso fue demostrarcuál era la naturaleza bioquímica de esos biocatalizadores.Eldebate fue extenso, muchos como el bioquímico alemán RichardWillstätter discrepaban de que la proteína fuera elcatalizador enzimático, hasta que en 1926, James B. Sumnerdemostró que la enzima ureasa era una proteína pura y lacristalizó. La conclusión de que las proteínas puras podíanser enzimas fue definitivamente probada en torno a 1930 porJohn Howard Northrop y Wendell Meredith Stanley, quienestrabajaron con diversas enzimas digestivas como la pepsina,la tripsina y la quimotripsina.

En 1903 Mijaíl Tswett inicia los estudios decromatografía para separación de pigmentos. En torno a 1915Gustav Embden y Otto Meyerhof realizan sus estudios sobre laglucólisis. En 1920 se descubre que en las células hay ADN yARN y que difieren en el azúcar que forma parte de sucomposición: desoxirribosa o ribosa. El ADN reside en elnúcleo. Unos años más tarde, se descubre que en losespermatozoides hay fundamentalmente ADN y proteínas, yposteriormente Feulgen descubre que hay ADN en los cromosomascon su tinción específica para este compuesto.

En 1925 Theodor Svedberg demuestra que las proteínas sonmacromoléculas y desarrolla la técnica de ultracentrifugaciónanalítica. En 1928, Alexander Fleming descubre la penicilinay desarrolla estudios sobre la lisozima. Richard Willstätter(en torno 1910) estudia la clorofila y comprueba la similitudque hay con la hemoglobina. Posteriormente Hans Fischer entorno a 1930, investiga la química de las porfirinas de lasque derivan la clorofila o el grupo porfirínico de lahemoglobina. Consiguió sintetizar hemina y bilirrubina.Paralelamente Heinrich Otto Wieland formula teorías sobre lasdeshidrogenaciones y explica la constitución de muchas otras

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sustancias de naturaleza compleja, como la pteridina, lashormonas sexuales o los ácidos biliares.

En la década de 1940, Melvin Calvin concluye el estudiodel ciclo de Calvin en la fotosíntesis y Albert Claude lasíntesis del ATP en las mitocondrias. En torno a 1945 GertyCori, Carl Cori, y Bernardo Houssay completan sus estudiossobre el ciclo de Cori. En 1953 James Dewey Watson y FrancisCrick, gracias a los estudios previos con cristalografía derayos X de ADN de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, y losestudios de Erwin Chargaff sobre apareamiento de basesnitrogenadas, deducen la estructura de doble hélice del ADN.En 1957, Matthew Meselson y Franklin Stahl demuestran que lareplicación del ADN es semiconservativa.

En la segunda mitad del siglo XX, comienza la auténticarevolución de la bioquímica y la biología molecular moderna,especialmente gracias al desarrollo de las técnicasexperimentales más básicas como la cromatografía, lacentrifugación, la electroforesis, las técnicasradioisotópicas y la microscopía electrónica, y las técnicasmás complejas como la cristalografía de rayos X, laresonancia magnética nuclear, la PCR (Kary Mullis), eldesarrollo de la inmuno-técnicas.

Desde 1950 a 1975 , se conocen en profundidad y detalleaspectos del metabolismo celular inimaginables hasta ahora(fosforilación oxidativa (Peter Dennis Mitchell), ciclo de laurea y ciclo de Krebs (Hans Adolf Krebs), así como otrasrutas metabólicas), se produce toda una revolución en elestudio de los genes y su expresión; se descifra el códigogenético (Francis Crick, Severo Ochoa, Har Gobind Khorana,Robert W. Holley y Marshall Warren Nirenberg), se descubrenlas enzimas de restricción (finales de 1960, Werner Arber,Daniel Nathans y Hamilton Smith), la ADN ligasa (en 1972,Mertz y Davis) y finalmente en 1973 Stanley Cohen y Herbert

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Boyer producen el primer ser vivo recombinante, naciendo asíla ingeniería genética, convertida en una herramientapoderosísima con la que se supera la frontera entre especiesy con la que podemos obtener un beneficio hasta ahoraimpensable.

De 1975 hasta principios del siglo XXI, comienza asecuenciarse el ADN (Allan Maxam, Walter Gilbert y FrederickSanger), comienzan a crearse las primeras industriasbiotecnológicas (Genentech), se aumenta la creación defármacos y vacunas más eficaces, se eleva el interés por lasinmunología y las células madres y se descubre la enzimatelomerasa (Elizabeth Blackburn y Carol Greider). En 1989 seutiliza la biorremediación a gran escala en el derrame delpetrolero Exxon Valdez en Alaska. Se clonan los primerosseres vivos, se secuencia el ADN de decenas de especies y sepublica el genoma completo del hombre (Craig Venter, CeleraGenomics y Proyecto Genoma Humano), se resuelven decenas demiles de estructuras proteicas y se publican en PDB, así comogenes, en GenBank. Comienza el desarrollo de labioinformática y la computación de sistemas complejos, que seconstituyen como herramientas muy poderosas en el estudio delos sistemas biológicos. Se crea el primer cromosomaartificial y se logra la primera bacteria con genomasintético (2007, 2009, Craig Venter). Se fabrican lasnucleasas con dedos de zinc. Se inducen artificialmentecélulas, que inicialmente no eran pluripotenciales, a célulasmadre pluripotenciales (Shin'ya Yamanaka). Comienzan a darselos primeros pasos.

Esta disciplina dio origen a la enzimología, seconvirtió en el fundamento de la inmunología, de lavirología, del estudio de las hormonas y vitaminas y de lagenética, y se integró con la citología en la biologíacelular.

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Pruebas bioquímicas

En Medicina, especialmente en microbiología, losanálisis o pruebas bioquímicas son análisis clínicosrealizados a muestras biológicas que estudian suscaracterísticas y reacciones químicas. Se utilizanprincipalmente para identificar microorganismos comobacterias, realizar diagnósticos de infecciones y estudiardesórdenes de carácter metabólico a través del análisis delos niveles de sustancias y enzimas producidas por reaccionesquímicas. Algunos ejemplos de pruebas bioquímicas son laspruebas de la catalasa, la coagulasa y la oxidasa.

Bioquímica metabólica

La bioquímica metabólica es el estudio a nivelbioquímico de las características y los procesos metabólicosde las células de los seres vivos. De una forma másespecífica, se estudian los principios por los que seproducen las reacciones bioquímicas. La bioquímica metabólicatiene aplicaciones en distintos ámbitos como la Biomedicina.Una de sus utilidades es ofrecer información para comprenderlos mecanismos de acción, la toxicidad y la interacción delos fármacos en el organismo.

Bioquímica comparada

La bioquímica comparada es el estudio de las relacionesfilogenéticas entre los organismos a nivel molecular. Secentra en el análisis y comparación de las moléculasorgánicas entre distintos seres vivos. Una de susaplicaciones es aportar información en estudios relativos ala evolución de las especies y para establecer relacionesentre ellas, por ejemplo a través de la comparación desecuencias de nucleótidos de ADN.

Bioquímica clínica

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La bioquímica clínica es el estudio las modificaciones anivel bioquímico existentes en un organismo provocadas poruna enfermedad. De esta forma, la bioquímica clínica aplicalos conocimientos sobre bioquímica al área sanitaria. Suobjetivo es aportar datos que ayuden a la prevención,diagnóstico, evolución y tratamiento de enfermedades. Algunasde sus temas de estudio son compartidos por otras áreas comola Inmunología, la Farmacología y la Hemología.

Estado actual de la bioquímica.

La bioquímica tiene sus raíces en la medicina, lanutrición, la agricultura, la fermentación y los procesosquímicos de los productos naturales. Actualmente, se ocupadel estudio químico de las moléculas que se encuentran en elinterior de los sistemas vivos o asociadas con estos, enespecial los procesos químicos relacionados con lasinteracciones de dichas moléculas.

La bioquímica influye profundamente en la medicina. Losmecanismos moleculares de muchas enfermedades, tales como laanemia falciforme y numerosos errores innatos delmetabolismo, han sido dilucidados. Los análisis deactividades enzimáticas son indispensables para eldiagnóstico clínico correcto. Así, por ejemplo, los nivelesde ciertos enzimas en suero revelan si un paciente acaba desufrir un infarto de miocardio. Los análisis de ADN seutilizan en el diagnóstico de enfermedades genéticas oinfecciosas. Además, la bioquímica constituye la base para eldiseño racional de nuevos fármacos. También la agricultura sebeneficia de la tecnología del ADN recombinante, la cualpuede producir cambios programados en la dotación genética delos organismos vivos.

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Las ramas de la bioquímica son muy amplias y diversas, yhan ido variando con el tiempo y los avances de la biología,la química y la física.

Bioquímica estructural: es un área de la bioquímica quepretende comprender la arquitectura química de lasmacromoléculas biológicas, especialmente de las proteínas yde los ácidos nucleicos (DNA y RNA). Así se intenta conocerlas secuencias peptídicas, su estructura y conformacióntridimensional, y las interacciones físico-químicas atómicasque posibilitan a dichas estructuras. Uno de sus máximosretos es determinar la estructura de una proteína conociendosólo la secuencia de aminoácidos, que supondría la baseesencial para el diseño racional de proteínas.

Química biorgánica: es un área de la química que seencarga del estudio de los compuestos orgánicos que provienenespecíficamente de seres vivos. Se trata de una cienciaíntimamente relacionada con la bioquímica clásica, ya que enla mayoría de los compuestos biológicos participa el carbono.Mientras que la bioquímica clásica ayuda a comprender losprocesos biológicos con base en conocimientos de estructura,enlace químico, interacciones moleculares y reactividad delas moléculas orgánicas, la química bioorgánica intentaintegrar los conocimientos de síntesis orgánica, mecanismosde reacción, análisis estructural y métodos analíticos conlas reacciones metabólicas primarias y secundarias, labiosíntesis, el reconocimiento celular y la diversidadquímica de los organismos vivos. De allí surge la Química deProductos Naturales.

Enzimología: estudia el comportamiento de loscatalizadores biológicos o enzimas, como son algunasproteínas y ciertos RNA catalíticos, así como las coenzimas ycofactores como metales y vitaminas. Así se cuestiona losmecanismos de catálisis, los procesos de interacción de las

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enzimas-sustrato, los estados de transición catalíticos, lasactividades enzimáticas, la cinética de la reacción y losmecanismos de regulación y expresión enzimáticas, todo ellodesde un punto de vista bioquímico. Estudia y trata decomprender los elementos esenciales del centro activo y deaquellos que no participan, así como los efectos catalíticosque ocurren en la modificación de dichos elementos; en estesentido, utilizan frecuentemente técnicas como la mutagénesisdirigida.

Bioquímica metabólica: es un área de la bioquímica quepretende conocer los diferentes tipos de rutas metabólicas anivel celular, y su contexto orgánico. De esta forma sonesenciales conocimientos de enzimología y biología celular.Estudia todas las reacciones bioquímicas celulares queposibilitan la vida, y así como los índices bioquímicosorgánicos saludables, las bases moleculares de lasenfermedades metabólicas o los flujos de intermediariosmetabólicos a nivel global. De aquí surgen disciplinasacadémicas como la Bioenergética (estudio del flujo deenergía en los organismos vivos), la Bioquímica nutricional(estudio de los procesos de nutrición asociados a rutasmetabólicas) y la bioquímica clínica (estudio de lasalteraciones bioquímicas en estado de enfermedad otraumatismo). La metabolómica es el conjunto de ciencias ytécnicas dedicadas al estudio completo del sistemaconstituido por el conjunto de moléculas que constituyen losintermediarios metabólicos, metabolitos primarios ysecundarios, que se pueden encontrar en un sistema biológico.

Xenobioquímica: es la disciplina que estudia elcomportamiento metabólico de los compuestos cuya estructuraquímica no es propia en el metabolismo regular de unorganismo determinado. Pueden ser metabolitos secundarios deotros organismos (P. ejemplo las micotoxinas, los venenos de

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serpientes y los fitoquímicos cuando ingresan al organismohumano) o compuestos poco frecuentes o inexistentes en lanaturaleza. La Farmacología es una disciplina que estudia alos xenobióticos que benefician al funcionamiento celular enel organismo debido a sus efectos terapéuticos o preventivos(Fármacos). La farmacología tiene aplicaciones clínicascuando las sustancias son utilizadas en el diagnóstico,prevención, tratamiento y alivio de síntomas de unaenfermedad así como el desarrollo racional de sustanciasmenos invasivas y más eficaces contra dianas biomolecularesconcretas. Por otro lado, la Toxicología es el estudio queidentifica, estudia y describe, la dosis, la naturaleza, laincidencia, la severidad, la reversibilidad y, generalmente,los mecanismos de los efectos adversos (efectos tóxicos) queproducen los xenobióticos. Actualmente la toxicología tambiénestudia el mecanismo de los componentes endógenos, como losradicales libres de oxígeno y otros intermediarios reactivos,generados por xenobióticos y endobióticos.

Inmunología: área de la biología, la cual se interesapor la reacción del organismo frente a otros organismos comolas bacterias y virus. Todo esto tomando en cuenta lareacción y funcionamiento del sistema inmune de los seresvivos. Es esencial en esta área el desarrollo de los estudiosde producción y comportamiento de los anticuerpos.

Endocrinología: es el estudio de las secrecionesinternas llamadas hormonas, las cuales son sustanciasproducidas por células especializadas cuyo fin es de afectarla función de otras células. La endocrinología trata labiosíntesis, el almacenamiento y la función de las hormonas,las células y los tejidos que las secretan, así como losmecanismos de señalización hormonal. Existen subdisciplinascomo la endocrinología médica, la endocrinología vegetal y laendocrinología animal.

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Neuroquímica: es el estudio de las moléculas orgánicasque participan en la actividad neuronal. Este término esempleado con frecuencia para referir a los neurotransmisoresy otras moléculas como las drogas neuro-activas queinfluencian la función neuronal.

Quimiotaxonomía: es el estudio de la clasificación eidentificación de organismos de acuerdo a sus diferencias ysimilitudes demostrables en su composición química. Loscompuestos estudiados pueden ser fosfolípidos, proteínas,péptidos, heterósidos, alcaloides y terpenos. John GriffithVaughan fue uno de los pioneros de la quimiotaxonomía. Entrelos ejemplos de las aplicaciones de la quimiotaxonomía puedencitarse la diferenciación de las familias Asclepiadaceae yApocynaceae según el criterio de la presencia de látex; lapresencia de agarofuranos en la familia Celastraceae; lassesquiterpenlactonas con esqueleto de germacrano que soncaracterísticas de la familia Asteraceae o la presencia deabietanos en las partes aéreas de plantas del género Salviadel viejo Mundo a diferencia de las del Nuevo Mundo quepresentan principalmente neo-clerodanos.

Ecología química: es el estudio de los compuestosquímicos de origen biológico implicados en las interaccionesde organismos vivos. Se centra en la producción y respuestade moléculas señalizadoras (semioquímicos), así como loscompuestos que influyen en el crecimiento, supervivencia yreproducción de otros organismos (aleloquímicos).

Virología: área de la biología, que se dedica al estudiode los biosistemas más elementales: los virus. Tanto en suclasificación y reconocimiento, como en su funcionamiento yestructura molecular. Pretende reconocer dianas para laactuación de posibles de fármacos y vacunas que eviten sudirecta o preventivamente su expansión. También se analizan ypredicen, en términos evolutivos, la variación y la

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combinación de los genomas víricos, que podrían hacerloseventualmente, más peligrosos. Finalmente suponen unaherramienta con mucha proyección como vectores recombinantes,y han sido ya utilizados en terapia génica.

Genética molecular e ingeniería genética: es un área dela bioquímica y la biología molecular que estudia los genes,su herencia y su expresión. Molecularmente, se dedica alestudio del DNA y del RNA principalmente, y utilizaherramientas y técnicas potentes en su estudio, tales como laPCR y sus variantes, los secuenciadores masivos, los kitscomerciales de extracción de DNA y RNA, procesos detranscripción-traducción in vitro e in vivo, enzimas derestricción, DNA ligasas. Es esencial conocer como el DNA sereplica, se transcribe y se traduce a proteínas (DogmaCentral de la Biología Molecular), así como los mecanismos deexpresión basal e inducible de genes en el genoma. Tambiénestudia la inserción de genes, el silenciamiento génico y laexpresión diferencial de genes y sus efectos. Superando asílas barreras y fronteras entre especies en el sentido que elgenoma de una especie podemos insertarlo en otro y generarnuevas especies. Uno de sus máximos objetivos actuales esconocer los mecanismos de regulación y expresión genética, esdecir, obtener un código epigenético. Constituye un pilaresencial en todas las disciplinas biocientíficas,especialmente en biotecnología.

Biología Molecular: es la disciplina científica quetiene como objetivo el estudio de los procesos que sedesarrollan en los seres vivos desde un punto de vistamolecular. Así como la bioquímica clásica investigadetalladamente los ciclos metabólicos y la integración ydesintegración de las moléculas que componen los seres vivos,la Biología molecular pretende fijarse con preferencia en elcomportamiento biológico de las macromoléculas (ADN, ARN,

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enzimas, hormonas, etc.) dentro de la célula y explicar lasfunciones biológicas del ser vivo por estas propiedades anivel molecular.

Biología celular: (antiguamente citología, decitos=célula y logos=Estudio o Tratado) es una área de labiología que se dedica al estudio de la morfología yfisiología de las células procariotas y eucariotas. Trata deconocer sus propiedades, estructura, composición bioquímica,funciones, orgánulos que contienen, su interacción con elambiente y su ciclo vital. Es esencial en esta área conocerlos procesos intrínsecos a la vida celular durante el ciclocelular, como la nutrición, la respiración, la síntesis decomponentes, los mecanismos de defensa, la división celular yla muerte celular. También se deben conocer los mecanismos decomunicación de células (especialmente en organismospluricelulares) o las uniones intercelulares. Es un áreaesencialmente de observación y experimentación en cultivoscelulares, que, frecuentemente, tienen como objetivo laidentificación y separación de poblaciones celulares y elreconocimiento de orgánulos celulares. Algunas técnicasutilizadas en biología celular tienen que ver con el empleode técnicas de citoquímica, siembra de cultivos celulares,observación por microscopía óptica y electrónica,inmunocitoquímica, inmunohistoquímica, ELISA o citometría deflujo. Está íntimamente ligada a disciplinas como histología,microbiología o fisiología.

Por razones históricas la bioquímica del metabolismo dela célula ha sido intensamente investigada, en importanteslíneas de investigación actuales (como el Proyecto Genoma,cuya función es la de identificar y registrar todo elmaterial genético humano), se dirigen hacia la investigacióndel ADN, el ARN, la síntesis de proteínas, la dinámica de lamembrana celular y los ciclos energéticos.

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El conocimiento bioquímico tiene grandes objetivos comoprogresar en la terapia génica, por ejemplo contra el cáncero el VIH, desarrollar alimentos transgénicos más eficientes,resistentes, seguros y saludables, aplicar los conocimientosbioquímicos a la lucha contra el cambio climático y laextinción de especies, generar nuevos fármacos máseficientes, investigar y buscar dianas de las enfermedades,conocer los patrones de expresión génica, generar nuevosmateriales, mejorar la eficiencia de la producción industrial

Al ser una ciencia experimental la bioquímica requierede numerosas técnicas instrumentales que posibilitan sudesarrollo y ampliación, algunas de ellas se usan diariamenteen cualquier laboratorio y otras son muy exclusivas.

Fraccionamiento subcelular, incluyen multitud detécnicas.

- Espectrofotometría- Centrifugación- Cromatografía- Electroforesis- Técnicas radioisotópicas- Citometría de flujo- Inmunoprecipitación- ELISA- Microscopio electrónico- Cristalografía de rayos X- Resonancia magnética nuclear- Espectrometría de masas- Fluorimetría- Espectroscopia de resonancia magnética nuclear

En conclusión se deduce en primer lugar que labioquímica como ciencia se enfoca al estudio de lacomposición a nivel molecular de los seres vivos y que esta

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se desarrolla del descubrimiento de las enzimas y de losprocesos de fermentación que se empiezan a descubrir a partirdel siglo XVIII y que se sigue desarrollando aun en nuestrotiempo. En segundo lugar podemos describir que la bioquímicaes una ciencia hibrida dado que se desarrolla gracias a losavances de la biología y de la química, en otras palabrasnace de la necesidad de enfocarse más a fondo de losdescubrimientos que nacen después del átomo y con la de lasproteínas, catalizadores, etc. En tercer lugar la importanciade la bioquímica en las diversas ramas de las ciencias hansido de mucha ayuda dado que como ciencia auxiliar de otrascontribuye a su desarrollo para explicar procesos químicosque existen en las celular, los tejidos y las reaccionesmoleculares. Además que gracias a ella se ha podido descifrarlas armas biológicas (fármacos, terapias biológicas, terapiashormonales, análisis clínicos, etc.) para las enfermedadessin mencionar que también influye en la agricultura, lanutrición, la genética, entre otras.

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