domingo, 28 de septiembre de 2014

LAS ENZIMAS

Las enzimas tienen el rol de vigilar la cantidad de tiempo que demoran las células de consumir las materias primas y elaborar nuevos productos.

Gracias a las enzimas las reacciones metabólicas que se producen en el interior de la célula ocurren rápida y eficientemente. No obstante, las reacciones son lentísimas fuera de los organismos.

Todos los organismos llevan a cabo reacciones químicas de síntesis y degradación. Estas tienen por finalidad liberar la energía contenida en los nutrientes (degradación) y utilizarla en la reparación y producción de nuevos componentes celulares (síntesis).

El conjunto de estas reacciones se designa como metabolismo. Sin embargo, las reacciones metabólicas deben ocurrir a una velocidad tal que sea útil para los sistemas vivos. Este rol es asumido por las enzimas en los sistemas vivos.

Si nos preguntáramos ¿Cómo actúan las enzimas?

Para dar respuesta a esta pregunta es necesario saber que en todas las reacciones químicas que ocurren en la naturaleza se produce una transformación de sustancias iniciales llamadas reactantes (R) o sustrato (S), en sustancias finales llamadas productos (P).

En las reacciones mediadas por enzimas, cada una de ellas es específica para un sustrato, es decir, se unen única y
exclusivamente a él. Lo que permite que en la célula se lleven a cabo simultáneamente distintas reacciones químicas. Para la interacción de la enzima con el sustrato, esta presenta un lugar único de unión denominado sitio activo. 

Las enzimas algunas son moléculas de ARN, pero la mayoría de ellas son proteínas globulares de gran tamaño, formadas por una o más cadenas polipeptídicas. Las cadenas están plegadas formando un surco o un bolsillo - el sitio activo - en el que encajan las moléculas de sustrato  y donde ocurren las reacciones.

Sólo unos pocos aminoácidos de la enzima están involucrados en un determinado  sitio activo. A veces son aminoácidos contiguos en la cadena, pero es frecuente que los aminoácidos del sitio activo ocupen posiciones distantes y que su cercanía en el sitio activo se deba al intrincado plegamiento de la cadena de aminoácidos que da origen a la estructura terciaria (Ver proteínas).


A las enzimas se les define como catalizadores responsables de estimular reacciones bioquímicas. Se dice que sin ellas la vida no sería posible, pues actúan contra la lentitud de las reacciones”.

Cada enzima es específica para una reacción química, ya que cada enzima puede unirse a un solo tipo de  reactante o sustrato.

La especialidad  de la unión enzima – sustrato está básicamente determinada por la forma o estructural tridimensional de las moléculas y por las características químicas de estas.

Existen dos modelos que explican la forma de acción enzimática. 

  • El modelo de unión  enzima – sustrato de llave – cerradura.
Este modelo de unión enzima – sustrato de  llave – cerradura postula que las estructuras del sitio activo y del sustrato son complementarias, por lo que este último se une al sitio activo de la enzima como lo hace una llave de cerradura.



Otra explicación para la especialidad de la unión enzima – sustrato es:

  • El modelo de unión enzima – sustrato de ajuste inducido
Este modelo de unión enzima –sustrato de ajuste inducido plantea que el sitio activo de la enzima es más flexible y plástico, permitiendo de esta manera ajustarse a la estructura del sustrato.




En este proceso, los átomos o los sustratos se reordenan rompiéndose unos enlaces y formándose otros nuevos. Estas transformaciones no ocurren de una sola vez, ya que necesitan un paso intermedio en el cual se “active” el sustrato, de forma que sus enlaces se debiliten para favorecer su ruptura. Este paso intermedio se denomina complejo activado.
Para formar el complejo activado se necesita energía, lo que requiere elevar la temperatura o mucho tiempo para lograr la energía necesaria. ¿Qué rol cumplirían entonces las enzimas?
Se considera que las enzimas pueden actuar de dos formas, fijándose a través de enlaces fuertes al sustrato debilitando sus enlaces y disminuyendo la energía para romperlos o atrayendo los sustratos a su superficie para aumentar la posibilidad de encuentro y así facilitar la reacción.

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