ENZIMAS: GENERALIDADES, CLASIFICACIÓN Y NOMENCLATURA, MECANISMOS DE ACCIÓN, CINÉTICA Y COENZIMAS.

Ø  DEFINICIÓN: Son un grupo de moléculas, que generalmente son proteínas, que generan un efecto acelerador en las reacciones, mediante la disminución de la energía de activación.

Ø  FUNCIONAMIENTO: Las enzimas funcionan mediante una teoría denominada: “encaje inducido”, por la cual la enzima se une al sustrato, para formar así el complejo Enzima-Sustrato [ES], este complejo cataliza o acelera la reacción, generando así el producto más la enzima, la cual tiene la propiedad de no modificar su estructura en la reacción, por los cual puede seguir siendo utilizada miles de veces en la misma reacción. Vale la pena aclarar que las enzimas tiene especificidad, por lo cual, no todas las enzimas catalizan para la misma reacción.

 Ø  INHIBIDORES: Las enzimas pueden ser reguladas respecto a su funcionamiento o capacidad catalítica a través de los inhibidores, estas son sustancias que se adhieren a la enzima evitado que el sustrato lo haga, por lo cual la reacción no se cataliza con la misma velocidad. Hay dos clases de inhibidores; los competitivos, que son aquellos que tienen una estructura similar a la del sustrato y se adhieren a la enzima por el por el sitio activo, al igual que lo haría el sustrato, con este tipo de inhibidores, la reacción varía el K_m, pero no su velocidad máxima; en cambio cuando en la enzima actúa un inhibidor de carácter no competitivo, este se fija a un punto diferente del sitio activo y no necesariamente tiene una estructura similar a la del sustrato, es por ello que en la cinética de Michaelis-Menten, el K_m no varía, pero si disminuye la velocidad máxima.

Ø  MICHAELIS-MENTEN: La cinética enzimática que proponen estos dos investigadores, nos muestra la forma de actuar de las enzimas en presencia de inhibidores o en su estado de funcionamiento óptimo, en la cual se grafica la concentración del sustrato [S], vs, la velocidad máxima. Esta gráfica tiene un carácter asintótico hacia la velocidad máxima de que se alcanza para formar el producto en presencia de la enzima. Tiene la siguiente fórmula:

      V = Vmax[S] / ([S]+Km) 

 

Ø  LINEWEABER-BURK: Esta gráfica es también denominada de los dobles recíprocos, ya que se grafican 1/[S] vs 1/V_o, esta gráfica parte de la cinética descrita por Michaelis-Menten, pero la gráfica es una línea recta. Esta gráfica está dada por la siguiente fórmula, que tiene la forma y=mx+b

      1/Vo = (Km/Vmax)(1/[S]) + 1/Vmax 

Ø  CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS: Según la reacción que catalizan, las enzimas se pueden clasificar en 6 grupos que son:

·         Óxidorreductasas: Como su nombre lo indica, son enzimas que catalizan reacción de oxido-reducción, en las cuales se ganan o se pierden electrones.

·         Transferasas: Son aquellas que tienen la capacidad de transferir grupos funcionales en una reacción, los principales grupos que se transfieren son el amino, el carboxilo, el fosfato, el metilo y el fosforilo.

·         Hidrolasas: Son aquellas que catalizan reacciones en las cuales se presenta una hidrólisis, en la cual se rompen los enlaces por acción del agua.

·         Liasas: Son aquellas que catalizan para reacciones en las cuales se eliminan grupos (CO₂, H₂O y NH₃) para formar dobles enlaces.

·         Ligasas: Catalizan reacciones en las cuales se forman enlaces entre dos moléculas de sustrato.

·         Isomerasas: Son aquellas que catalizan para reacciones en las cuales el producto es un isómero del sustrato.

SITIOS DE INTERÉS:

ü  http://www.oocities.com/pelabzen/inhenz.html: En este sito es posible encontrar información muy valiosa acerca de la inhibición enzimática y las variaciones en los gráficos de Michaelis-Menten y  en los diagramas de Lineweaber-Burk.

ü  http://es.enc.tfode.com/Cinetica_de_Michaelis-Menten: En este sitio hay buena información acerca del funcionamiento de la cinética de Michaelis-Menten, que pueden ayudar a ampliar la información.

MACROMOLÉCULAS: ÁCIDOS NUCLEICOS

Toda nuestra información genética está contenida en el código del ADN, este código es universal y está conformado por 4 bases nitrogenadas que son: la Adenina, la Guanina, la Citocina y la Timina. Estas bases nitrogenadas se unen por parejas para formar los pares de bases que siempre van a ser los mismos; se une la Adenina con la Timina, por medio de dos puentes de hidrógeno; y se unen la Guanina con la Citocina a través de tres puentes de hidrógeno.

                               

El orden en el cual aparecen estos pares de bases en el ADN, determina tanto característica físicas como fisiológicas de la persona que inclusive pueden generar mutaciones de carácter genético que pueden traer consigo graves daños a la salud y a los procesos mentales de quienes las padecen.

 Las bases nitrogenadas son de dos tipos:

  PURINAS: Son la Adenina y la Guanina.

PIRIMIDINAS: Son la Timina (Uracilo en el ARN) y la Citocina.

En el ADN se organizan en forma de doble hélice, con las bases nitrogenadas unidas al azúcar desoxirribosa, para de esta manera formar lo nucleótidos. A lo largo de la cadena del ADN podemos encontrar iones de Magnesio (Mg) para estabilizar los azúcares presentes en esta.

TEMA DE ACTUALIDAD: Enfermedades genéticas.

La enfermedad genética puede es causada por alteraciones en los genes de la persona, y dependiendo del gen que se altere es más o menos grave la enfermedad, con repercusiones importantes para el desarrollo normal de la vida del individuo. Cuando en el gen se presenta una variación es porque este gen tiene una forma diferente a la de los demás genes, pero cuando hablamos de una mutación, es porque el gen en cuestión está alterado de forma funcional.

Las enfermedades como el cáncer, pueden estar relacionadas con mutaciones genéticas, las cuales en la mayoría de los casos son hereditarias, sin embargo, existen variedades de cánceres que no necesariamente se pueden presentar por problemas genéticos de la persona sino por causas externas, por ejemplo el cáncer de pulmón puede presentarse por fumar e incluso por estar en presencia del humo de cigarrillo, sin necesidad de ser un fumador activo.

Hay enfermedades genéticas que no siempre implican mutación en los genes o exposición a agentes patógenos del entorno; sino que se dan por la adición o copia de paquetes de genes (cromosomas), que no siempre tiene que estas mutados o con algún tipo de alteración; es el caso del síndrome de Down, en el cual existe una copia adicional del cromosoma 21.

  
ESTE MAPA CONCEPTUAL PUEDE AYUDAR A CINTETIZAR EL TEMA

MACROMOLÉCULAS: CARBOHIDRATOS E ISOMERÍA

Los carbohidratos son compuestos químicos muy importantes para el desarrollo adecuado de la vida, principalmente la del hombre, ya que aportan nutrientes de importancia que no puede aportar otras sustancias.

Los carbohidratos basan su estructura según la cantidad de azúcares que tengan y según este número se dividen en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.

ü  Monosacáridos: Tienen de tres a seis carbonos en su estructura, y su nombre deriva de este número y del grupo funcional que la estructura tenga en el primer carbono, que puede ser un grupo ceto o un grupo aldehído, por ejemplo, existen las aldotetrosas, que tienen 4 carbonos y un grupo aldehído en el primer carbono, también existen la aldohexosas, cetopentosas, etc. El monosacárido más importante es la glucosa.

ü  Disacáridos: Son los azúcares formados por la unión de dos monosacáridos, entre estos tenemos la maltosa, la fructosa, la lactosa, la manosa, la sacarosa (azúcar de mesa), entre otras. Los disacáridos en su mayoría unen sus dos monosacáridos a través de un enlace glucosídico, gracias a la glucosa.

ü  Polisacáridos: Son el grupo más abundante de carbohidratos y pueden presentar masas moleculares desde miles hasta millones. Los polisacáridos no presentan un sabor dulce en comparación con los carbohidratos de bajo peso molecular; el polisacárido más importante es el almidón.

Concepto de CARBONO ASIMÉTRICO: El carbono asimétrico en una estructura, es aquel al cual van unidos 4 grupos funcionales diferentes a través de enlaces covalentes sencillos.

ISOMERÍA: Partiendo del concepto de carbono asimétrico, se puede definir el concepto de isomería, que es la propiedad de varios compuestos de presentar grupos funcionales a la derecha o a la izquierda de uno o varios de sus carbonos asimétricos.

La isomería es importante ya que con la ubicación de un grupo funcional en la estructura, pueden variar propiedades tanto químicas como físicas. La fórmula matemática para encontrar el número de isómeros posibles de un compuesto es: 2ⁿ, siendo n, la cantidad de carbonos asimétricos de la estructura.

Existen varias clases de isómeros, como: de posición, de cadena, de función, geométricos y ópticos. Los isómeros geométricos, presentan una actualidad notable, debido a que pueden ser de tipo cis o trans, que son términos muy mencionados hoy en día, principalmente el segundo; la diferencia va en la orientación de los hidrógenos en la estructura; si ambos van hacia arriba, se dice que es un compuesto trans; pero si va uno hacia arriba y otro hacia abajo, se habla entonces de un compuesto con isomería trans.

TEMA ASOCIADO O DE INTERÉS: alimentación balanceada.

En la actualidad se presenta un fenómeno a nivel mundial, y este es el dilema entre cantidad y calidad de alimentación. Muchos creen que comer mucho es comer bien, y definitivamente esto no es cierto; es mejor comer poco pero con los requerimientos necesarios del organismo para mantener un ritmo de vida activo y saludable.

Esta alimentación balanceada debe contener todos los grupos alimenticios necesarios para mantener una buena salud, estos grupos son:

 üCarbohidratos: Que están incluidos en el arroz, el pan las pastas, los cereales, la papa, entre otros, que brindan energía para el desarrollo de nuestras actividades diarias. Se deben preferir los granos integrales para un mayor aporte nutricional.

ü  Proteínas: Están incluidas en el pollo, la carne, el huevo, las leguminosas, el pescado, entre otros. Este tipo de nutrientes permite la formación de masa muscular en el cuerpo. Se deben preferir con poca grasa saturada, para evitar problemas cardiacos y circulatorios.

  ü Frutas: Todas las frutas son importantes para el desarrollo de una buena salud, ya que aportan vitaminas, fibra y agua. Esto nos ayuda a mejorar la digestión y  por ende evitar problemas como el estreñimiento. Debemos establecer un consumo controlado de este grupo alimenticio, ya que también aporta azúcares.

ü  Vegetales: Son fuentes de vitaminas, minerales, agua y fibra. A pesar de que aportan pocas calorías, son indispensables para mantener una rutina alimentaria balanceada; además, su bajo aporte calórico, los hace ideales para consumir si después de una comida persiste el hambre.

 üLácteos: Son fuente de calcio, vitamina E y algunas proteínas. Los encontramos en los derivados de la leche y se deben preferir bajos en grasa, para evitar una sobrecarga lipídica en el organismo. Es recomendable consumir 3 porciones al día.

  

ü  Grasas: Son fundamentales para la asimilación de ciertas vitaminas que son liposolubles, como por ejemplo, la K, la E, la D y la A. Con la implementación de las grasas, es posible darle sabor a las comidas para que sean más agradables al paladar. Es muy importante el consumo de grasas que sean insaturadas, para ayudar a disminuir el colesterol en sangre.

Es necesario recordar que de la mano de una alimentación balanceada va también en desarrollo de una actividad física, como mínimo la caminata diaria de no menos de 30 minutos.



AMORTIGUADORES DE PH Y SU IMPORTANCIA EN LA BIOLOGÍA

Las soluciones con capacidad amortiguadora de pH son denominadas “Buffer”, este tipo de soluciones poseen la propiedad de no tener una variación significativo en los valores de pH a medida que se las va agregando moles de OH- ó H+, por este motivo son muy importantes en el desarrollo de la vida de los seres vivos, ya que actúan sobre el organismo, evitando una acidificación o alcalinización cuando se agregan al organismo, por varios medios, moles o unidades de radicales H+ ó OH- respectivamente.

En el organismo se presentan varias formas de amortiguación para el pH, la más importante es la del sistema bicarbonato, ya que establece una reacción ante estímulos ácidos o básicos que se puedan generar en el organismo, y de esta forma restablecer el equilibrio normal del cuerpo.


Existen muchos amortiguadores de pH para el manejo y conservación de ciertos elementos y químicos del laboratorio, en soluciones amortiguadoras a un pH óptimo, las sustancias y los tejidos corporales se pueden conservar por más tiempo y en mejor estado.

TÉRMINOS DE IMPORTANCIA:

• Acidificar.

• Buffer.

• Amortiguador.

• Equilibrio.

• Base.

• Ácido.

• Química.

• Tejido.

• Conservación.

• Organismo.



SINÓNIMOS:

• Acidificar: acedar, agriar, acidular.

• Buffer: amortiguador, tampón.

• Amortiguador: buffer, tampón.

• Equilibrio: estabilización, igualdad, proporción, simetría, constancia.

• Base: pH superior a 7.0

• Ácido: pH inferior a 7.0

• Química: propiedades de la materia, estructura, compuestos, átomos.

• Tejido: epitelio, conjunto de células, histología.

• Conservación: protección, defensa, preservación.

• Organismo: ser, ente, criatura, individuo, espécimen, cuerpo.


URL CON EL TÉRMINO

• Acidificar: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20566682

• Buffer: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20827389

• Amortiguador: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20827389

• Equilibrio: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20821621

• Base: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2684494

• Ácido: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20827771

• Química: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11723003

• Tejido: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1617807

• Conservación: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20827595

• Organismo: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3324054

URL CON LOS SINÓNIMOS


• Acedar: http://www.wordreference.com/definicion/acedar

• Agriar: http://www.wordreference.com/definicion/agriar

• Acidular: http://www.wordreference.com/definicion/acidular

• Tampón: http://es.wikipedia.org/wiki/Tamp%C3%B3n_qu%C3%ADmico

• Estabilización: http://www.wordreference.com/definicion/estabilizacion

• Igualdad: http://www.wordreference.com/definicion/igualdad

• Proporción: http://www.wordreference.com/definicion/proporcion

• Simetría: http://www.wordreference.com/definicion/simetria

• Constancia: http://www.wordreference.com/definicion/constancia

• Materia: http://www.wordreference.com/definicion/materia

• Estructura: http://www.wordreference.com/definicion/estructura

• Compuesto: http://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_qu%C3%ADmico

• Átomo: http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo

• Epitelio: http://es.wikipedia.org/wiki/Epitelio

• Histología: http://es.wikipedia.org/wiki/Histolog%C3%ADa

• Protección: http://www.wordreference.com/definicion/proteccion

• Defensa: http://www.wordreference.com/definicion/defensa

• Preservación: http://www.wordreference.com/definicion/preservacion

• Ser: http://es.wikipedia.org/wiki/Ser

• Ente: http://es.thefreedictionary.com/ente

• Criatura: http://www.wordreference.com/definicion/criatura

• Individuo: http://es.wikipedia.org/wiki/Individuo

• Espécimen: http://es.wikipedia.org/wiki/Esp%C3%A9cimen

• Cuerpo: http://es.wikipedia.org/wiki/Cuerpo_humano

FISICOQUÍMICA DEL AGUA. MODELO MOLECULAR DEL AGUA Y SU RELACIÓN CON LAS PROPIEDADES DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA

El agua es la sustancia de mayor importancia para el desarrollo de la vida en nuestro planeta, debido a que la gran mayoría de los procesos biológicos y químicos que se desarrollan en el cuerpo de las personas y animales, inclusive en las plantas, el agua cumple funciones de disolución, dispersión, hidratación e hidrólisis, lo que ayuda en el proceso metabólico al momento de la obtención de la energía a través de la alimentación.

ESTRUCTURA MOLECULAR DEL AGUA: La molécula del agua, como sabemos, está compuesta de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, que no se unen de forma lineal, sino angular, esto se debe a que la molécula de agua tiene zonas de carga parcial positiva y negativa, en los hidrógenos y en el oxígeno, respectivamente; esta estructura angular permite que la molécula sea más estable por la estabilización de las cargas.

El agua, interactúa con otras moléculas a través de los puentes de hidrógeno, que a pesar de no ser enlaces como tal, son fuerzas intermoleculares que permiten estabilizar estructuras más complejas compuestas por moléculas de agua y otras sustancias; este fenómeno de los puentes de hidrógeno explica el porqué el agua no alcanza su máxima densidad en estado sólido, es por ello que el hielo flota sobre el agua; vale acotar que la mayor densidad del agua se alcanza a los 4ºC.

POLARIDAD DEL AGUA: Por el hecho del agua ser una molécula polar, se le conoce como el disolvente universal, ya que la mayoría de sustancias, si son polares, pueden interactuar con esta, y formar disoluciones, lo que nos permite en el área clínica, por ejemplo, preparar soluciones con la concentración exacta para el nivel biológico del paciente y controlar el pH y de esta forma evitar deshidratación por altas concentraciones de sal en la solución.

Para remediar la elevada concentración de una sal en solución, por ejemplo, basta con agregar agua, y de esta forma obtener una solución isotónica, apta para la administración en personas, sin que existan riesgos como la deshidratación.

CITACIÓN DE FUENTES:

 

• RODRIGUEZ MELLADO, José Miguel. Fisicoquímica de aguas. Madrid: Díaz de Santos; 1999.

• PUBMED [Internet]. Buenos Aires; c2000. [consultado 2010 Sep 05]. Disponible en:

http://www.fisicanet.com.ar/biologia/introduccion_biologia/ap07_propiedades_del_agua.php

¿QUÉ ESPERABA ENCONTRAR EN ESTAS FUENTES?

Principalmente esperaba encontrar una información que fuese completa y que me ayudara a ampliar el conocimiento que tenía respecto al tema, también esperaba encontrar preguntas a partir de los textos, que me permitan realizar una reflexión a cerca de la temática tratada en esta entrada.

De todas estas fuentes esperaba información de calidad, para plantearme dudas e inquietudes que pudieran ser resueltas por estas fuentes, y si no es de esta forma, poder encontrar otras fuentes de información más avanzadas para disipar las inquietudes que puede generar la realización de un trabajo de investigación en un tema tan amplio como lo es el agua y sus propiedades.

¿QUÉ ENCONTRÉ EN ESTAS FUENTES?

Principalmente encontré información de muy buena calidad, además con explicación clara que me permitió entender con más facilidad el tema tratado; también pude encontrar en la fuente oral, unos grandes interrogantes, porque es impresionante la forma como la vida puede surgir del agua y evolucionar hasta como la conocemos hoy en día; creo que la fuente oral me ayudó mucho en el desarrollo de esta investigación, se me plantearon dudas, se resolvieron algunas, otras no, pero fueron de gran apoyo las clases del profesor Wilmer Soler Terranova, a quien tomé como fuente oral; no sabía que el agua de mar tuviese tantos beneficios por ofrecer al planeta y a la salud de las personas.

¿QUÉ UTILIDAD TIENE ESTA INFORMACIÓN PARA AMPLIAR SUS CONOCIMIENTOS RESPECTO AL TEMA?

Las fuentes consultadas fueron de gran utilidad, ya que yo ignoraba demasiadas cosas a cerca del agua y su importancia en el desarrollo de la vida y en el mantenimiento de los ecosistemas, también mis conocimientos anteriores se vieron respaldados y confirmadas muchas de las teorías que yo tenía en el pensamiento que forjaron mis profesores de primaria y bachillerato; todo esta me enseñó a ser más objetivo en la búsqueda de información y a no quedarme sólo con lo que tengo, porque seguramente son más las cosas que ignoro que las que conozco.