Doctorado
  1. Química inorgánica  1.1. Química de coordinación  1.1.1. Teoría del campo de ligandos  1.1.2. Teoría del campo de cristales  1.1.3. Teoría del Orbital Molecular para Compuestos de Coordinación  1.1.4. Estabilidad de los compuestos de coordinación  1.1.5. Espectros electrónicos de compuestos de coordinación  1.1.6. Isomería en Compuestos de Coordinación  1.1.7. Cinética y mecanismo de reacciones de coordinación  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos Metálicos  1.2.2. Alquilo y arilo metálico  1.2.3. Carbenos de Fischer y Schrock  1.2.4. Añadido Oxidativo y Eliminación Reductiva  1.2.5. Hidruros Metálicos  1.2.6. Catalysis por compuestos organometálicos  1.2.7. Metalocénicos y Complejos Sandwich  1.2.8. CH activation  1.3. Química del estado sólido  1.3.1. Estructuras y redes cristalinas  1.3.2. Teoría de bandas y propiedades eléctricas  1.3.3. Defectos en el cristal  1.3.4. Síntesis de materiales en estado sólido  1.3.5. Propiedades magnéticas y ópticas de los sólidos  1.3.6. Superconductividad  1.3.7. Ionics de estado sólido  1.4. Química bio-inorgánica  1.4.1. Metaloproteínas y enzimas  1.4.2. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  1.4.3. El papel de los metales en la medicina  1.4.4. Catalización bioinspirada  1.4.5. Interacciones Metal-ADN  1.4.6. Complejos metálicos en la ciencia médica  1.5. Lantánidos y actínidos  1.5.1. Configuración electrónica y estados de oxidación en lantánidos y actínidos  1.5.2. Propiedades Espectrales y Magnéticas en Lantánidos y Actínidos  1.5.3. Separación y Extracción de Lantánidos y Actínidos  1.5.4. Química de coordinación de los elementos del bloque f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de los compuestos de boro  1.6.2. Química de los compuestos de silicio y germanio  1.6.3. Química de los Compuestos de Fósforo y Azufre  1.6.4. Química organosilícica  1.6.5. Química de Gases Nobles
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición y sustitución electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones Pericíclicas  2.1.7. Reacciones fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidad y actividad óptica  2.2.2. Análisis estructural  2.2.3. Efectos estereolectrónicos  2.2.4. Síntesis asimétrica  2.2.5. Estereoquímica dinámica  2.3. Química Organometálica en la Síntesis Orgánica  2.3.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.3.2. Reacciones de acoplamiento catalizadas por metales de transición  2.3.3. Reacciones catalizadas por paladio  2.3.4. Metátesis de olefinas  2.3.5. Catalización de oro y plata  2.4. Química de productos naturales  2.4.1. Alcaloides y terpenoides  2.4.2. Esteroides y Flavonoides  2.4.3. Síntesis total de productos naturales  2.4.4. Biosíntesis de productos naturales  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química huésped-invitado  2.5.2. Autoensamblaje y reconocimiento molecular  2.5.3. Catalisis Supramolecular  2.5.4. Máquinas moleculares
  3. Química Física  3.1. T termodinámica  3.1.1. Leyes de la Termodinámica  3.1.2. Potencial Químico y Equilibrio  3.1.3. Termodinámica estadística  3.1.4. Termodinámica de no equilibrio  3.2. Química Cuántica  3.2.1. Ecuación de Schrödinger y sus aplicaciones  3.2.2. Teoría de orbitales moleculares  3.2.3. Teoría del funcional de la densidad  3.2.4. Métodos post-Hartree–Fock  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoría de la velocidad de reacción  3.3.2. Mechanism and rate laws  3.3.3. Catalisis y cinética enzimática  3.3.4. Dinámica de reacción  3.4. Espectroscopía y estructura molecular  3.4.1. Espectroscopia Infrarroja  3.4.2. Espectroscopia UV-visible  3.4.3. Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometría de Masas  3.4.5. Espectroscopía Raman  3.5. Química de Superficies y Coloides  3.5.1. Absorción y Catálisis  3.5.2. Surfactantes y micelas  3.5.3. Estabilidad Coloidal  3.5.4. Nanomateriales e Interfaces
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.1.4. Cromatografía iónica  4.2. Técnicas electroanalíticas  4.2.1. Voltametría y Polarografía  4.2.2. Conductometría y potenciometría  4.2.3. Colometría  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.3.2. Espectroscopía de Fluorescencia  4.3.3. Difracción de rayos X  4.3.4. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  4.4. Quimiometría  4.4.1. Procesamiento de datos y métodos estadísticos  4.4.2. Análisis multidisciplinario  4.4.3. Aprendizaje Automático en Química Analítica
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.2. Métodos de química cuántica  5.3. Diseño de fármacos computacional  5.4. Aprendizaje automático en química  5.5. Dinámica molecular ab initio
  6. Biofísica y Química Medicinal  6.1. Descubrimiento y diseño de fármacos  6.2. Cinética enzimática e inhibición  6.3. Enfoque de biología química  6.4. Interacciones proteína-ligando  6.5. Química bioortogonal
  7. Química de materiales  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerización  7.1.2. Polímeros Funcionales  7.1.3. Polímero Biodegradable  7.1.4. Polímeros conductores y semiconductores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas y nanoestructuras  7.2.2. Nanomateriales basados en carbono  7.2.3. Quantum dots  7.3. Química Energética y Ambiental  7.3.1. Química de Baterías y Pilas de Combustible  7.3.2. Química verde y materiales sostenibles  7.3.3. Fotocatálisis

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Biosíntesis de productos naturales


En el campo de la química orgánica, la biosíntesis de productos naturales es un tema emocionante. Los productos naturales son compuestos orgánicos que ocurren naturalmente en organismos vivos. Tienen arquitecturas y funcionalidades específicas que los hacen importantes en muchos procesos biológicos. Su biosíntesis, que significa cómo se forman a partir de materiales simples de partida en la naturaleza, implica una serie de reacciones enzimáticas. Veamos este fascinante proceso en detalle.

¿Qué son los productos naturales?

Los productos naturales son pequeñas moléculas que se encuentran en la naturaleza y son producidas por organismos vivos. Estos incluyen antibióticos, pigmentos e incluso algunas toxinas. A pesar de sus diferentes roles, tienen el mismo origen porque surgen de bloques de construcción simples que experimentan transformaciones complejas.

Bloques de construcción en la biosíntesis

La biosíntesis generalmente comienza con metabolitos primarios como acetato, mevalonato, glicina. Estos sirven como bloques de construcción que conducen a estructuras más complejas.

Ejemplo: ruta del acetato

    Acetyl-CoA + Malonyl-CoA --> Ácidos Grasos
    Acetyl-CoA + Malonyl-CoA --> Ácidos Grasos

La conversión de acetil-CoA y malonil-CoA en ácidos grasos es un paso clave en la formación de una variedad de productos naturales.

Ruta en la biosíntesis

La biosíntesis de productos naturales a menudo involucra las siguientes rutas principales:

1. Ruta de los poliquétidos

Los poliquétidos se biosintetizan a partir de acetato a través de una serie de condensaciones. Estos son versátiles y producen muchos antibióticos, antifúngicos y compuestos anticancerígenos.

Ejemplo visual - ruta simplificada de biosíntesis de poliquétidos

Acetil-CoA Poliquétido

2. Ruta del shikimato

La ruta del shikimato es central en plantas y microorganismos, llevando a compuestos aromáticos. Estos compuestos forman elementos esenciales como los aminoácidos fenilalanina, tirosina y triptófano.

Ejemplo: fenilalanina del shikimato

    Shikimato --> Corismato --> Fenilalanina
    Shikimato --> Corismato --> Fenilalanina

Ejemplo visual - transformación del corismato

Shikimato Corismato Fenilalanina

Enzimas en la biosíntesis

Las enzimas juegan roles importantes en las rutas biosintéticas, actuando como catalizadores para las reacciones. Estas reacciones a menudo requieren estructuras 3D específicas que las enzimas pueden proporcionar.

Ejemplo visual - catálisis enzimática

Enzimas Sustrato

El papel de los productos naturales

Los productos naturales no son solo sustancias químicas fascinantes. Tienen un gran papel en la naturaleza, incluyendo mecanismos de defensa para las plantas y juegan un papel vital en las interacciones ecológicas. Los humanos también han hecho un uso extensivo de estos compuestos.

Aplicaciones medicinales

Muchos productos naturales son compuestos biológicos usados en medicinas, como la penicilina del hongo Penicillium, que revolucionó los antibióticos.

Aplicaciones agrícolas

Varios productos naturales tienen roles como pesticidas y herbicidas, haciendo más importante entender su biosíntesis y efectos en la naturaleza.

Desafíos y oportunidades en la biosíntesis de productos naturales

La biosíntesis de productos naturales es un proceso altamente complejo. Los desafíos incluyen entender las complejas rutas enzimáticas y la capacidad de la biología sintética para usar y manipular estas rutas.

Biología sintética

La biología sintética intenta usar rutas biosintéticas para producir productos naturales complejos en el laboratorio. Esto podría llevar a una producción más sostenible de compuestos necesarios.

Ejemplo visual - potencial de la biología sintética

ADN Producto

Conclusión

La biosíntesis de productos naturales implica la transformación de unas pocas moléculas básicas en muchas estructuras complejas que tienen una gran importancia ecológica y humana. Al entender estos procesos, podemos apreciar la química que da lugar a fenómenos que van desde los mecanismos de defensa de las plantas hasta los antibióticos que salvan vidas. A medida que la investigación continúa en este campo fascinante, están surgiendo nuevas posibilidades para procesos químicos sostenibles y para el descubrimiento de nuevos fármacos, ofreciendo nuevos horizontes en química y biología. Comprender estos procesos en un lenguaje y ejemplos fácilmente entendibles ayuda a cerrar la brecha entre la química compleja y las aplicaciones cotidianas.


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