mode on


GUÍA DE ESTUDIO Nº2 -4º AÑO MEDIO:”ENZIMAS”

I. Enzimas y metabolismo.

Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores biológicos que aceleran las reacciones químicas dentro de la célula sin transformarse ellas mismas en una molécula diferente. Las células transforman la energía que toman del entorno en energía química la que les resulta útil para realizar trabajos químicos,mecánicos, etc.
El metabolismo celular, comprende a todas las reacciones químicas que suceden en la célula, permitiendo que ésta pueda:

Obtener energía química del entorno, como por ejemplo: de la luz solar, de sustancias orgánicas, de reacciones exotérmicas, etc.
Convertir los nutrientes ingeridos en precursores de macromoléculas orgánicas.
Sintetizar y degradar biomoléculas propias de lafisiología celular.

Mayoritariamente las reacciones químicas que determinan el metabolismo están ligadas a secuencias llamadas rutas metabólicas, así el producto de una es el sustrato de otra, estas ocurren en un determinado orden, controlado por:

La regulación de cada reacción por proteínas catalizadoras (enzimas).
El acoplamiento de las reacciones, donde la energía requerida para lasreacciones endergónicas se desprende de las reacciones exergónicas.
La síntesis de transportadores energéticos que capturan la energía de las reacciones exergónicas y la conducen a las endergónicas.

Existen dos grupos de rutas metabólicas las anabólicas y las catabólicas.

El catabolismo es la degradación enzimática de moléculas complejas a moléculas sencillas. Principalmente ocurren porreacciones de oxidación donde se libera energía libre de las grandes moléculas orgánicas y parte de esa energía se almacena en los enlaces fosfato del ATP.

El anabolismo es la construcción enzimática de moléculas orgánicas complejas a partir de moléculas precursoras sencillas. Para esto se requiere un aporte de energía aportado por el ATP.
Ambos procesos, catabolismo y anabolismo sucedensimultáneamente y son interdependientes, pero las etapas de ambos procesos son distintas.

1. Regulación del metabolismo.

La velocidad del catabolismo y del anabolismo está regulada por las necesidades energéticas celulares en cada instante y está controlada principalmente por las enzimas y las hormonas.
Las reacciones químicas para su inicio requieren siempre un aporte de energía llamadaEnergía de activación. Las enzimas son un tipo especial de proteínas que aceleran las reacciones químicas tanto en el medio intra como en el extra celular. Esta aceleración se debe a la capacidad que tienen las enzimas en disminuir la Energía de activación (Ea) de la reacción química, es decir, permiten que una reacción ocurra en un breve lapso de tiempo. La energía de activación (Ea) representa laenergía mínima necesaria que deben alcanzar los reactantes (sustratos) para pasar a productos (Figura 1).

























Figura 1: Las enzimas aceleran las reacciones químicas disminuyendo la energía de activación.



2. Propiedades de las enzimas:

Son de naturaleza proteica.
Tienen una acción específica (actúan sobre undeterminado sustrato).
Actúan en pequeñísimas cantidades.
Permanecen inalteradas al final de la reacción, por lo que son reutilizables.
Aceleran las reacciones químicas.
Sólo aceleran reacciones favorables, o sea, que pueden ocurrir espontáneamente.
No modifican el equilibrio de la reacción.
Son sintetizadas en el retículo endoplasmático rugoso.

3. Estructura de las enzimas.

La moléculasobre la cual actúa una enzima recibe el nombre de sustrato, que puede ser uno o más, dependiendo de la enzima y la reacción catalizada. El lugar enzimático al que se une el o los sustratos se denomina sitio o centro activo. El sitio activo no sólo reconoce al sustrato y lo acopla, sino que también lo orienta en una determinada dirección. Las moléculas de sustrato se unen al centro activo de la...