Bioquímica I
Codi: 103266 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2501925 Ciència i Tecnologia dels Aliments | FB | 1 | 2 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Anna Maria Bassols Teixidó
- Correu electrònic:
- Anna.Bassols@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- català (cat)
- Grup íntegre en anglès:
- No
- Grup íntegre en català:
- Sí
- Grup íntegre en espanyol:
- No
Altres indicacions sobre les llengües
Alguns seminaris i pràctiques poden ser en castellàEquip docent
- Néstor Gómez Trias
- Antonio Casamayor Gracia
- Jorge Perez Valle
Prerequisits
No hi ha prerequisits oficials. Tanmateix, és convenient que l’estudiant repassi els continguts bàsics de Biologia i de Química del primer semestre i del Batxillerat.
Objectius
Aquesta assignatura ha de permetre a l’alumne entendre que els processos biològics, especialment aquells relacionats amb els aliments i el metabolisme, tenen una base química i que es poden explicar en aquests termes.
L’alumne ha d’entendre les bases estructurals d’aquests processos, així com les bases estructurals que expliquen la funció en els diferents tipus de compostos biològics: glúcids, lípids, proteïnes, vitamines i oligoelements, i àcids nucleics.
Així mateix, ha d’entendre les bases moleculars de la transmissió de la informació genètica i la seva regulació, així com les seves aplicacions en la biotecnologia alimentària.
Els objectius formatius concrets són conèixer i entendre:
- L’estructura i funció de proteïnes, glúcids, lípids, nucleòtids i vitamines.
- L’estructura dels àcids nucleics i els processos de replicació, transcripció, traducció i regulació de l’expressió gènica.
- Els fonaments i aplicacions de les principals tècniques i metodologies bioquímiques i de biologia molecular.
Competències
- Analitzar, sintetitzar, resoldre problemes i prendre decisions en l'àmbit professional.
- Aplicar el mètode científic a la resolució de problemes.
- Aplicar els coneixements de les ciències bàsiques en la ciència i la tecnologia dels aliments.
- Assumir un compromís ètic i valorar la importància de la qualitat i de la feina ben feta.
- Buscar, gestionar i interpretar la informació procedent de diverses fonts.
- Comunicar-se de manera eficaç, oralment i per escrit, a una audiència professional i no professional, en les llengües pròpies i/o en anglès.
- Demostrar que es coneixen els nutrients, la seva biodisponibilitat i funció a l'organisme, i les bases de l'equilibri nutricional.
- Demostrar que es coneixen les propietats físiques, químiques, bioquímiques i biològiques de les matèries primeres i dels aliments.
- Desenvolupar l'aprenentatge autònom i tenir capacitat d'organització i planificació.
- Mantenir actualitzats els coneixements, adaptar-se a noves situacions i desenvolupar la creativitat.
- Utilitzar els recursos informàtics per a la comunicació i la cerca d'informació en l'àmbit d'estudi, el tractament de dades i el càlcul.
Resultats d'aprenentatge
- Analitzar, sintetitzar, resoldre problemes i prendre decisions en l'àmbit professional.
- Aplicar el mètode científic a la resolució de problemes.
- Aplicar els fonaments i les aplicacions de la bioquímica a la biotecnologia alimentària.
- Assumir un compromís ètic i valorar la importància de la qualitat i de la feina ben feta.
- Buscar, gestionar i interpretar la informació procedent de diverses fonts.
- Comunicar-se de manera eficaç, oralment i per escrit, a una audiència professional i no professional, en les llengües pròpies i/o en anglès.
- Descriure dels mecanismes de reacció, la cinètica i la regulació enzimàtica.
- Descriure els mecanismes de transmissió i regulació de la informació genètica a la cèl·lula.
- Desenvolupar l'aprenentatge autònom i tenir capacitat d'organització i planificació.
- Establir el paper metabòlic de vitamines, oligoelements i altres nutrients essencials.
- Explicar les estructures i propietats de les principals molècules biològiques.
- Mantenir actualitzats els coneixements, adaptar-se a noves situacions i desenvolupar la creativitat
- Utilitzar els recursos informàtics per a la comunicació i la cerca d'informació en l'àmbit d'estudi, el tractament de dades i el càlcul.
Continguts
Els continguts poden ser parcialment modificats en cas d'alerta sanitària
PART 1. LA QUÍMICA DELS ESSERS VIUS
Tema 1.- Introducció a la química dels éssers vius. Biomolècules. Propietats de l’aigua i importància del medi aquós per als organismes vius.
Tema 2.- Constituents de les proteïnes: aminoàcids. Estructura i propietats.
Tema 3.- La seqüència aminoacídica de les proteïnes. L’enllaç peptídic. L’estructura primària de les proteïnes. Seqüenciació de pèptids.
Tema 4.- Estructura tridimensional de les proteïnes. Estructura secundària. L’hèlix α i la fulla β. Estructura terciària. Estructura quaternària. Dominis estructurals. Conformació nadiua i desnaturalització.
Tema 5.- Les proteïnes fibroses. α-queratina, col·lagen i altres.
Tema 6.- Les proteïnes transportadores d’oxigen. Estructura de la mioglobina i de l’hemoglobina. El centre d’unió de l’oxigen. Cooperativitat i al·losterisme. Efectors al·lostèrics.
Tema 7.- Les proteïnes catalítiques: enzims. Propietats generals. Classificació. Substrats i coenzims o cofactors. Isoenzims. Catàlisi enzimàtica.
Tema 8.- Cinètica enzimàtica. L’equació de Michaelis-Menten. Significat de Km i Vmax. Efectes del pH i de la temperatura sobre l’activitat enzimàtica. Inhibició enzimàtica. Principals mecanismes de catàlisi.
Tema 9.- Mecanismes de regulació de l’activitat enzimàtica: Regulació de la concentració d’enzim. Enzims al·lostèrics. Modificació covalent reversible. Interacció proteïna-proteïna. Canvis en la localització subcel·lular. Modificació covalent irreversible (proteòlisi).
Tema 10.- Vitamines i oligoelements. Estructura, funció, requeriments i avitaminosis.
Tema 11.- Estudi bioquímic dels glúcids. Generalitats. Famílies de monosacàrids. Oligosacàrids naturals. Polisacàrids de reserva i polisacàrids estructurals.
Tema 12.- Estudi bioquímic dels lípids. Àcids grassos. Ceres. Triglicèrids. Fosfoglicèrids. Esfingolípids i glucolípids. Colesterol.
Tema 13.- Nucleòtids i derivats. Les bases púriques i pirimidíniques i els seus nucleòtids. Els nucleòtids com a cofactors enzimàtics. L’AMP cíclic.
PART 2. REPLICACIÓ, TRANSCRIPCIÓ, EXPRESSIÓ DE PROTEÏNES I LA SEVA REGULACIÓ
Tema 14.- Els àcids nucleics. El DNA i la seva estructura. L’equivalència de bases. La doble hèlix. Nucleosomes.
Tema 15.- El DNA: paper genètic i replicació. Replicació semiconservativa. DNA polimerases. Fragments d’Okazaki. Replicació del DNA: iniciació, elongació i finalització. Reparació del DNA
Tema 16.- RNA i transcripció. RNA polimerasa i síntesi de RNAs.Promotors de procariotes i d’eucariotes Finalització de la síntesi. Modificacions post-transcripcionals del rRNA i tRNA. Processament dels mRNA en eucariotes. Introns i splicing.
Tema 17.- El codi genètic. La naturalesa del codi i les seves característiques principals. Els triplets de bases. L’RNA de transferència com a adaptador en la síntesi proteica.
Tema 18.- La síntesi de proteïnes. Activació dels aminoàcids. Característiques de les aminoacils tRNA sintetases. Direcció de la síntesi. Iniciació, elongació i terminació. Introducció a la síntesi de proteïnes en eucariotes.
Tema 19.- Control de l’expressió gènica. Inducció i repressió gènica. Operó lac. Control de l’expressió gènica en eucariotes.
Tema 20.- Introducció a la biotecnologia alimentària. Introducció a les tècniques de DNA recombinant. Aplicacions biotecnològiques de bacteris, llevats, plantes i animals. Tècniques analítiques: PCR, anticossos, biosensors.
PRÀCTIQUES DE LABORATORI.
Pràctica 1. Separació d’una barreja d’aminoàcids per cromatografia de bescanvi iònic i identificació mitjançant cromatografia en capa fina.
Pràctica 2. Enzims: determinació de la Km.
Pràctica 3. Aula d'informàtica: Simulació del procés de purificació de proteïnes.
Pràctica 4 (2 dies). Aplicacions de la PCR a la biotecnologia alimentaria.
SEMINARIS
Seminari 1: Tècniques de purificació de proteïnes.
Seminari 2: Tècniques espectrefotomètriques.
Seminari 3: Anàlisi enzimàtica.
Seminari 4: Discussió d'un article científic.
Seminari 5: PCR, clonació, expressió de proteïnes recombinants.
Seminari 6: Seqüenciació de DNA, microarrays.
Metodologia
La metodologia utilitzada en aquesta assignatura combina les classes teòriques on el professor exposa els aspectes més rellevants de cada tema i l’autoaprenentatge actiu per part de l’alumne sobre temes d’interès.
L’assignatura es basa en les següents activitats:
- Classes presencials amb suport de TIC on s’expliquen els conceptes bàsics de la matèria.
- Seminaris i discussió de problemes: Presentació pel professor de temes específics i discussió en grups reduïts.
- Pràctiques de laboratori: Adquisició d’habilitats de treball en el laboratori i comprensió experimental de conceptes explicats en classes presencials i seminaris.
- Treball autònom de l’alumne, individualment o en grup, per a la preparació de temes proposats pel professor o l’alumne. Aquest treball implica la cerca i tria d’informació en diverses fonts d’informació científiques. Les presentacions són públiques, han d’incloure material multimèdia i suport TIC i són seguides d’una discussió del tema.
Algunes classes presencials es desenvoluparan de forma inversa, és a dir, els alumnes hauran de seguir el video corresponent al tema en horari no presencial i l'hora de classe es dedicarà a resoldre problemes o questions.
Es podran proposar tasques a través del campus virtual
La metodologia docent i l'avaluació proposades a la guia poden experimentar alguna modificació en funció de les restriccions a la presencialitat que imposin les autoritats sanitàries.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes teòriques | 31 | 1,24 | 1, 2, 3, 4, 7, 8, 10, 11 |
| Pràctiques de laboratori | 12 | 0,48 | 1, 2, 3, 4, 9, 11 |
| Seminaris i discussió de problemes | 6 | 0,24 | 1, 2, 3, 10, 11 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Preparació de treballs autoaprenentatge | 22,5 | 0,9 | 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi i consulta de bibliografia | 74 | 2,96 | 1, 2, 3, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 13 |
Avaluació
La puntuació màxima que es podrà obtenir és de 10 punts. L’assignatura s’aprovarà amb una puntuació global de 5,0 o superior.
El sistema d’avaluació s’organitza en tres mòduls. La qualificació final s’obté amb la suma de les qualificacions dels diferents mòduls, amb les condiciones que es descriuen a continuació.
• Mòdul 1. teoria, seminaris i problemes.
- Sistema d’avaluació: proves tipus test amb respostes d’elecció múltiple.
- Pes en la qualificació global: 70%.
- Competències avaluades: CE1, CE2, CE11, CT1, CT2, CT9
Els alumnes que ho desitgin podran optar per proves parcials del temari. Hi haurà dues proves parcials al llarg del curs. La primera prova inclou del tema 1 fins aproximadament al tema 12 (depenent del calendari específic). La part 2 inclou des de el tema 13 al final del curs. Per superar cada prova i eliminar matèria, cal obtenir una puntuació de 5.0 o superior. Cada prova constarà de aproximadament 20-25 preguntes tipus test per cada parcial. S’inclouran també preguntes de seminaris.
L’esquema inclou les diferents situacions possibles:
1) En el cas d'obtenir un mínim de 4,5 en els dos parcials, es calcularà la mitja del dos. La nota mitjana ha de ser igual o superior a 5. En aquest cas, la nota final s'obtindrà per la suma del promig dels dos parcials (pes 70%), la nota de l'examen de pràctiques (pes 10%) i la nota del treball d'autoaprenentatge (pes 20%). Si aquesta suma és igual o superior a 5, la matèria està Aprovada. Sila suma és inferior a 5, la qualificació final serà Suspès. En el cas de que la nota final sigui Suspès, però la nota promig delsdos examens sigui superior o igual a 5, l'alumne podrà presentar-se a la recuperació per tal de pujar la nota i poder aprovar la matèria. L'alumne haurà de parlar prèviament amb el professor responsable per acordar quin/quins parcials ha de repetir.
Si en la recuperació del parcial l’alumne obté una nota inferior a 4,5 (sobre 10), no es podran compensar els parcials i per tant, la qualificació final serà Suspès.
3) En el cas de que l'alumne hagi de recuperar els dos parcials, l’examen serà de tota la matèria (Mòdul 1: teoria + seminaris). L’examen es corregirà com una única prova. La nota mínima en l’examen de recuperació ha de ser 4,5 (sobre 10). Una nota inferior a 4,5 suposa un Suspens en la qualificació final. Si la nota de l’examen de recuperació és igual o superior a 4,5 (sobre 10), la nota final s’obtindrà per la suma de l’examen de recuperació (pes: 70%), la nota de l’examen de pràctiques (pes: 10%) i la nota del treball d’autoaprenentatge (pes: 20%). Si aquesta suma és igual o superior a 5, la matèria estarà Aprovada. Si la suma és inferior a 5, la qualificació final serà Suspès.
• Mòdul 2. pràctiques de laboratori:
La realització de les pràctiques de laboratori és obligatòria per a la superació de l’assignatura. L’alumne que no hagi realitzat les pràctiques serà qualificat com a No presentat o Suspens, segons la seva situació.
- Sistema d’avaluació: realitació d'un poster sobre alguna/es de les pràctiques. Test d'opcio múltiple sobre les activitats realitzades durant les pràctiques en un examen independent.
- Pes en la qualificació global: 10% (Puntuació màxima: 1,0)
- Competències avaluades: CE1, CE2, CE11, CT2, CT8, CT9
• Mòdul 3. Autoaprenentatge.
La realització del treball d’autoaprenentatge es obligatòria i, per tant, l’alumne que no faci la presentació serà qualificat com a No Presentat o Suspès, segons la seva situació i independentment de la nota que hagi obtingut en l’examen.
- Sistema d’avaluació: treballs presentats.
- S’avaluarà la presentació escrita i oral del treball, així com la competència a l’hora de la discussió del tema.
- Pes en la qualificació global: 20% (Puntuació màxima: 2.0)
- Competències avaluades: CE1, CE2, CE11, CT4, CT5, CT6, CT8, CT10
Examen de recuperació
En l'examen de recuperació l'alumne podrà examinar-se del parcial no superat o (obligatòria o voluntàriament) de tot el temari de teoria i seminaris (Mòdul 1). La qualificació obtinguda, que representarà un 70% de la notafinal, es sumarà a les obtingudes en els mòduls 2 i 3 sempre que es compleixen els mínims indicats previament.
Qualsevol alumne independentment dela puntuació obtinguda en les proves parcials podrà optara examinar-se de tot elprograma a l’examen de recuperació per obtenir una nova nota. En aquest cas, comptarà la nota obtinguda en aquest darrer examen.
No avaluables: Un estudiant no és avaluable si ha participat en activitats d’avaluació que representen ≤ 15% de la nota final
La metodologia docent i l'avaluació proposades a la guia poden experimentar alguna modificació en funció de les restriccions a la presencialitat que imposin les autoritats sanitàries.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Examen de pràctiques de laboratori | 10 | 0 | 0 | 1, 2 |
| Examens parcials i finals | 70 | 2 | 0,08 | 1, 3, 4, 7, 8, 9, 10, 11 |
| Presentació i discussió del treball d'autoaprenentatge | 20 | 2,5 | 0,1 | 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13 |
Bibliografia
Bibliografia bàsica:
a) Anàlisi química quantitativa. D.C. Harris, tred. 6a ed., Reverté, 2006.
b) Fundamentos de Química Analítica, D. Skoog, D.M. West, F.J. Holler i S.R. Crouch, 8a ed. Thomson, 2005.
c) Química General, Petrucci, Harwood, Herring, trad. 8a ed, Prentice Hall, 2007.
Texts principals:
1.- Stryer, L., Berg, J.M. & Tymoczko, J.L. BIOQUIMICA. CURSO BASICO. 1ª edició. Ed. Reverté 2014
2.- Stryer L. Biochemsitry, 5th edition 2015. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21154/?term=stryer%20biochemistry
3.- Nelson, D.L., & Cox, M.M. Lehninger Principles of Biochemistry. 5ª edició. Freeman ed. 2009.
4.- Fennema, O.R. Química de los Alimentos. 4a edición. Ed. Acribia. 2019.
5.- Fennema's Food Chemistry, 5th edition, 2017. By: Srinivasan Damodaran; Damodaran, Srinivasan; Kirk L. Parkin. CRC Press. https://app.knovel.com/web/toc.v/cid:kpFFCE001G/viewerType:toc/root_slug:fennemas-food-chemistry?kpromoter=federation
6.- Sanchez de Medina F. Tratado de Nutrición. Tomo I: Bases fisiológicas y bioquímicas de la nutrición. 3ª edición. Ed. Panamericana. 2017
Programari
1) Páginas de Bioquimica y Biologia Molecular:
http://biomodel.uah.es/
2) Protein Purification (Dr Andrew Booth, University of Leeds, UK)
http://www.agbooth.com/pp_ajax/