Especificidad Enzimática
Modelo de la «Llave-Cerradura»
Ambas moléculas, la enzima y su sustrato, poseen complementariedad geométrica, es decir, sus estructuras encajan exactamente una en la otra.
Modelo del Encaje Inducido (Induced Fit)
Este es una modificación al modelo de la llave-cerradura: las enzimas son estructuras bastante flexibles y, por lo tanto, el sitio activo podría cambiar su conformación estructural por la interacción con el sustrato. Como resultado, la cadena aminoacídica que compone el sitio activo es moldeada en posiciones precisas, lo que permite a la enzima llevar a cabo su función catalítica.
Funciones Biológicas de las Enzimas
Las enzimas desempeñan roles cruciales en la célula y el organismo:
- Son indispensables en la transducción de señales y en procesos de regulación, normalmente por medio de quinasas y fosfatasas.
- Son capaces de producir movimiento, como es el caso de la miosina al hidrolizar ATP para generar la contracción muscular o el movimiento de vesículas por medio del citoesqueleto.
- Algunas funcionan como bombas de iones implicadas en procesos de transporte activo.
- Participan en la producción de luz, como la luciferasa en las luciérnagas.
Rol de las Enzimas en el Sistema Digestivo
Enzimas tales como las amilasas y las proteasas son capaces de degradar moléculas grandes (almidón o proteínas). Los rumiantes que tienen una dieta herbívora poseen en sus intestinos una serie de microorganismos que producen otra enzima, la celulasa, capaz de degradar la celulosa presente en la pared celular de las plantas.
Rutas Metabólicas
Varias enzimas pueden actuar conjuntamente en un orden específico, creando así una ruta metabólica. Determinan los pasos que siguen estas rutas. Sin las enzimas, el metabolismo no se produciría a través de los mismos pasos, ni sería lo suficientemente rápido para atender las necesidades de la célula.
Enzimas Salivales y Digestión Oral
En los humanos, la digestión empieza en la cavidad oral, donde los alimentos son masticados y degradados por enzimas contenidas en la secreción de la saliva. La saliva es secretada en grandes cantidades por las glándulas salivales: las principales son las parótidas, las submandibulares y las sublinguales, además de muchas glándulas salivales pequeñas.
Enzimas Presentes en la Cavidad Oral
- La amilasa salival (ptialina), que hidroliza el almidón.
- La lisozima, que ataca a posibles bacterias infecciosas.
- La lipasa lingual, que se activa en el medio ácido del estómago y actúa sobre los triglicéridos.
Consecuencias del Déficit Enzimático
El déficit de enzimas afecta la absorción y el aprovechamiento de los nutrientes (proteínas, hidratos de carbono y lípidos) porque estos no pueden fraccionarse adecuadamente. Además, esto puede dar lugar a procesos de fermentación y putrefacción de los alimentos parcialmente digeridos, lo que causa la aparición de distintos síntomas como:
- Dispepsia (digestiones difíciles).
- Flatulencia o aerofagia (exceso de gases).
- Problemas de la piel.
- Astenia o fatiga.
- Dolores musculares o articulares.
- Reacciones alérgicas, entre otros.
Ejemplos de Deficiencias Enzimáticas
Un ejemplo común es la falta de lactasa en el intestino. Esta enzima es la encargada de degradar la lactosa (azúcar de la leche) y su carencia provoca la intolerancia a la lactosa.
El déficit de enzimas también se relaciona con el desarrollo de enfermedades genéticas:
Fenilcetonuria (PKU)
En esta enfermedad se produce una mutación de un único aminoácido en la fenilalanina hidroxilasa, una enzima que cataliza la primera reacción de la ruta de degradación de la fenilalanina y de compuestos relacionados. Al ser esta enzima inactiva, se acumulan una serie de productos que terminan dando lugar a la aparición de retardo mental.
Mutaciones en la Reparación del ADN
La mutación en los genes que codifican las enzimas implicadas en la reparación del ADN. Al no repararse adecuadamente el ADN de las células, se acumulan mutaciones que suelen derivar en el desarrollo de diversos tipos de cáncer hereditarios.
Organismos Procariotas
Concepto
Un procariota o procarionte es un organismo unicelular sin núcleo definido, es decir, cuyo material genético se encuentra disperso en el citoplasma, reunido en una zona denominada nucleoide.
Clasificación Biológica: Arqueas
Las arqueas (Archaea) son microorganismos unicelulares muy primitivos. Al igual que las bacterias, las arqueas carecen de núcleo y son, por tanto, procariontes. Sin embargo, las diferencias a nivel molecular entre arqueas y bacterias son tan fundamentales que se las clasifica en grupos distintos.
Actualmente se considera que las arqueas están filogenéticamente más próximas a los eucariontes que a las bacterias. Las arqueas fueron descubiertas originariamente en ambientes extremos, pero desde entonces se las ha hallado en todo tipo de hábitats.