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Bienvenidos a la séptima edición de Bioquímica. Las bases moleculares de la vida.
Aunque este libro de texto ha sido revisado y actualizado para que refleje las
últimas investigaciones en bioquímica, nuestra misión original permanece sin
cambios. Seguimos creyendo que la piedra angular de una educación en ciencias de
la vida es una comprensión coherente de los principios básicos de la bioquímica. Una
vez que han dominado estos conceptos bioquímicos fundamentales, los estudiantes
están preparados para abordar las complejidades de los campos de la ciencia de su
elección. Con ese fin, hemos buscado una cobertura integral de sistemas, estructuras
y reacciones bioquímicas, pero dentro del contexto del organismo. Hemos así
perseguido un equilibrio único entre la química y la biología, al mismo tiempo que
consideramos sus aplicaciones a la medicina y la salud humana.
Tabla de contenidos:
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Contenido
Viñetas de apertura de capítulos
Bioquímica en perspectiva
Métodos bioquímicos
Prefacio
Revisión básica de química general y orgánica
CAPÍTULO 1
Bioquímica: una introducción
¿Por qué estudiar bioquímica?
1.1 ¿Qué es la vida?
1.2 Biomoléculas
Grupos funcionales de biomoléculas orgánicas
Clases principales de las biomoléculas pequeñas
1.3 ¿Es la célula viva una fábrica química?
Reacciones bioquímicas
Energía
Panorama general del metabolismo
Orden biológico
1.4 Biología de sistemas
Emergencia
Robustez
Conceptos del modelo de biología de sistemas
Organismos vivos y robustez
Métodos bioquímicos
Una introducción
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 2
Células vivas
Nuestros cuerpos, nosotros mismos
2.1 Conceptos básicos de bioquímica
Bioquímica y agua
Membranas biológicas
Autoensamblaje
Máquinas moleculares
Hacinamiento macromolecular
Proteostasis
Transducción de señales
2.2 Estructura de las células procariotas
Pared celular
Membrana plasmática
Citoplasma
Pili y flagelos
2.3 Estructura de las células eucariotas
Membrana plasmática
Retículo endoplásmico
Aparato de Golgi
Organelos vesiculares y lisosomas: la vía endocítica
Núcleo
Mitocondrias
Peroxisomas
Cloroplastos
Citoesqueleto
Bioquímica en perspectiva
Cilios primarios y enfermedades humanas
Métodos bioquímicos
Tecnología celular
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 3
El agua: la matriz de la vida
Agua, agua, en todas partes
3.1 Estructura molecular del agua
3.2 Enlace no covalente
Interacciones iónicas
Enlaces de hidrógeno
Las fuerzas de Van der Waals
3.3 Propiedades térmicas del agua
3.4 Propiedades disolventes del agua
Moléculas hidrófilas, estructuración del agua celular, y transiciones sol-gel
Moléculas hidrófobas y efecto hidrófobo
Moléculas anfipáticas
Presión osmótica
3.5 Ionización del agua
Ácidos, bases y pH
Amortiguadores
Amortiguadores fisiológicos
Bioquímica en perspectiva
Regulación del volumen celular y metabolismo
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 4
Energía
La energía y los secretos profundos de la vida 111
4.1 Termodinámica
Primera ley de la termodinámica
Segunda ley de la termodinámica
4.2 Energía libre
Cambios de energía libre estándar
Reacciones acopladas
Nueva perspectiva del efecto hidrófobo
Bioquímica en perspectiva
La termodinámica del no equilibrio y la evolución de la vida
4.3 Moléculas de intercambio energético
Energía y poder reductor
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 5
Aminoácidos, péptidos y proteínas
Seda de la araña: una proteína de bioacero
5.1 Aminoácidos
Clases de aminoácidos
Aminoácidos biológicamente activos
Aminoácidos modificados en proteínas
Estereoisómeros de aminoácidos
Grupos de cadenas laterales ionizables de aminoácidos y pH
Reacciones de los aminoácidos
5.2 Péptidos
5.3 Proteínas
Funciones
Forma y composición
Estructura proteica
El problema del plegamiento
Proteínas fibrosas
Proteínas globulares
Bioquímica en perspectiva
Seda de araña y biomimética
Métodos bioquímicos
Tecnología de proteínas
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 6
Enzimas
Dolor, ácido acetilsalicílico y las enzimas COX
6.1 Propiedades de las enzimas
Catalizadores de enzimas: aspectos básicos
Enzimas: energía de activación y equilibrio de reacción
Enzimas y efectos del hacinamiento macromolecular
Especificidad enzimática
6.2 Clasificación de las enzimas
6.3 Catálisis
Reacciones orgánicas y estado de transición
Estabilización del estado de transición
Mecanismos catalíticos
El papel de los aminoácidos en la catálisis enzimática
El papel de los cofactores en la catálisis enzimática
Efectos de la temperatura y el pH sobre las reacciones catalizadas por enzimas
Mecanismos detallados de la catálisis enzimática
6.4 Cinética enzimática
Cinética de Michaelis-Menten
Gráficos de Lineweaver-Burk
Reacciones multisustrato
Inhibición de enzimas
Cinética enzimática, metabolismo y hacinamiento macromolecular
6.5 Regulación de enzimas
Control genético
Modificación covalente
Regulación alostérica
Compartimentación
Bioquímica en perspectiva
Alcohol deshidrogenasa (ADH): un cuento de dos especies
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 7
Carbohidratos
Sabores dulce y amargo: las funciones de las moléculas de azúcar
7.1 Monosacáridos
Estereoisómeros de los monosacáridos
Estructura cíclica de los monosacáridos
Reacciones de monosacáridos
Monosacáridos importantes
Derivados de monosacáridos
7.2 Disacáridos
7.3 Polisacáridos
Homoglucanos
Heteroglucanos
7.4 Glucoconjugados
Proteoglucanos
Glucoproteínas
7.5 Código de los azúcares
Lectinas: traductoras del código de los azúcares
Glucidoma
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 8
Metabolismo de los carbohidratos
Metabolismo y motores a reacción
8.1 Glucólisis
Reacciones de la vía glucolítica
Destinos del piruvato
Producción de energía a través de la glucólisis
Regulación de la glucólisis
8.2 Gluconeogénesis
Reacciones de la gluconeogénesis
Sustratos de gluconeogénesis
Regulación de la gluconeogénesis
8.3 Vía de la pentosa fosfato
8.4 Metabolismo de otros azúcares importantes
Metabolismo de la fructosa
8.5 Metabolismo del glucógeno
Glucogénesis
Glucogenólisis
Regulación del metabolismo del glucógeno
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 9
Metabolismo aerobio I: ciclo del ácido cítrico
Oxígeno y evolución: oportunidad y necesidad
9.1 Reacciones de oxidación-reducción
Coenzimas redox
Metabolismo aerobio
9.2 Ciclo del ácido cítrico
Conversión del piruvato en acetil-CoA
Reacciones del ciclo del ácido cítrico
Destino de los átomos de carbono en el ciclo del ácido cítrico
Ciclo del ácido cítrico anfibólico
Regulación del ciclo del ácido cítrico
Ciclo del ácido cítrico y enfermedad de los seres humanos
Ciclo del glioxilato
Bioquímica en perspectiva
Carcinogénesis: el efecto Warburg y la reprogramación metabólica
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 10
Metabolismo aerobio II: transporte de electrones y fosforilación oxidativa
Oxígeno: una paradoja molecular
10.1 Transporte de electrones
Transporte de electrones y sus componentes
Transporte de electrones: los modelos del estado fluido y del estado sólido
Inhibidores del transporte de electrones
10.2 Fosforilación oxidativa
La teoría quimiosmótica
Síntesis del ATP
Control de la fosforilación oxidativa
Creatina cinasa y creatina
La oxidación completa de glucosa
Transporte de electrones desacoplado
10.3 Oxígeno, señalización celular y estrés oxidativo
Especies reactivas del oxígeno
Sistemas enzimáticos antioxidantes
El proteoma redox
Nutrientes antioxidantes
Bioquímica en perspectiva
Infarto de miocardio: isquemia y reperfusión
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 11
Lípidos y membranas
La dieta baja en grasas
11.1 Clases de lípidos
Ácidos grasos
Los eicosanoides
Triacilgliceroles
Ésteres de ceras
Fosfolípidos
Fosfolipasas
Esfingolípidos
Enfermedades por almacenamiento de esfingolípidos
Isoprenoides
Lipoproteínas
11.2 Membranas
Estructura de la membrana
Función de la membrana
Bioquímica en perspectiva
Enfermedad de Alzheimer y apolipoproteína E4
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 12
Metabolismo de los lípidos
Abetalipoproteinemia
12.1 Ácidos grasos, triacilgliceroles y vías de las lipoproteínas
Grasa de la dieta: digestión, absorción y transporte
Metabolismo del triacilglicerol en adipocitos
Degradación de los ácidos grasos
La oxidación completa de un ácido graso
Oxidación de ácidos grasos: dobles enlaces y cadenas impares
Biosíntesis de ácidos grasos
Regulación del metabolismo de los ácidos grasos en mamíferos
Metabolismo de las lipoproteínas: la vía endógena
12.2 Metabolismo de los lípidos de membrana
Metabolismo de los fosfolípidos
12.3 Metabolismo de los isoprenoides
La vía de biosíntesis del colesterol y el tratamiento farmacológico
Ateroesclerosis
Bioquímica en perspectiva
Biotransformación
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 13
Fotosíntesis
Cambio climático, energía renovable y fotosíntesis
13.1 Clorofila y cloroplastos
13.2 Luz
13.3 Reacciones a la luz
Fotosistema II y oxidación del agua
Fotosistema I y síntesis de NADPH
Fotofosforilación
13.4 Reacciones independientes de la luz
El ciclo de Calvin
Fotorrespiración
Alternativas al metabolismo C3
13.5 Regulación de la fotosíntesis
Control de luz en la fotosíntesis
Control de la ribulosa-1,5-bifosfato carboxilasa
Bioquímica en perspectiva
La hoja artificial: fotosíntesis biomimética
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 14
Metabolismo del nitrógeno I: síntesis
El nitrógeno y la zona muerta del golfo de México
14.1 Fijación del nitrógeno
Reacción de fijación del nitrógeno
Asimilación del nitrógeno
14.2 Biosíntesis de aminoácidos
Panorama general del metabolismo de los aminoácidos
Reacciones de los grupos amino
Biosíntesis de los aminoácidos
14.3 Reacciones de biosíntesis que implican aminoácidos
Metabolismo de un carbono
Glutatión
Neurotransmisores
Nucleótidos
Hemo
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 15
Metabolismo del nitrógeno II: degradación
Vías degradativas y trastornos humanos
15.1 Recambio proteínico
Sistema proteasómico de ubiquitina
Sistema de autofagia lisosómica
15.2 Catabolismo de los aminoácidos
Desaminación
Síntesis de urea
Control del ciclo de la urea
Catabolismo de los esqueletos de carbono de los aminoácidos
15.3 Degradación de los nucleótidos
Catabolismo las purinas
Catabolismo las pirimidinas
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 16
Integración del metabolismo
Hipertensión y ácido úrico: ¿una conexión dietética?
16.1 Panorama general sobre el metabolismo
16.2 Comunicación intercelular
Moléculas de señalización de polipéptidos
Receptores de la superficie celular
Receptores de unión a enzima
Receptores del núcleo
16.3 Metabolismo en el cuerpo de los mamíferos: el ciclo alimentación-ayuno
Fase de alimentación
Fase de ayuno
Comportamiento alimentario
Bioquímica en perspectiva
La obesidad y el síndrome metabólico
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 17
Ácidos nucleicos
¿Qué nos hace humanos?
17.1 ADN
Estructura del ADN: la naturaleza de la mutación
Estructura del ADN: el material genético
Estructura del ADN: variaciones sobre un tema
Superenrollamiento del ADN
Cromosomas
Estructura del genoma
17.2 ARN
ARN de transferencia
ARN ribosómico
ARN mensajero
ARN no codificante
17.3 Virus
El bacteriófago T4: un estilo de vida viral
El virus del ébola
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
CAPÍTULO 18
Información genética
ADN y quimeras: un misterio biológico y legal
18.1 Información genética: replicación, reparación y recombinación
Replicación del ADN
Reparación del ADN
Recombinación del ADN
18.2 Transcripción
Transcripción en procariotas
ARNP y el proceso de transcripción procariota
Transcripción en eucariotas
18.3 Expresión génica
Expresión génica en procariotas
Expresión génica en eucariotas
Carcinogénesis
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
CAPÍTULO 19
Síntesis de proteínas
MRSA: el súper bicho
19.1 Código genético
Interacciones codón-anticodón
Reacción de la aminoacil-ARNt sintetasa
19.2 Síntesis de proteínas
Síntesis de proteínas procariotas
Síntesis de proteínas eucariotas
19.3 Red de proteostasis
Respuesta al choque térmico
Red de proteostasis y enfermedad humana
Resumen del capítulo
Lecturas recomendadas
Palabras clave
Preguntas de revisión
Apéndice: Soluciones
Glosario
Créditos iconográficos
Índice
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