QUE SON LAS ENZIMAS Y QUE FUNCION CUMPLEN


Introducción

sí señor pudiéramos descrito nuestra existencia dentro términos del reacciones químicas, usaríamos la son de “autocatalítica”. Uno cada instante, dentro de de nuestro criatura ocurren cientos de reacciones químicas necesarias a ~ la vida, que deben ocurrir dentro de una proporción de momento razonable. Vía ejemplo, todos tenemos escuchado que ese carbohidratos (o azúcares) sí muchas calorías y ese nos dan mucha energía. Dentro efecto, un azúcar muy simple, qué la glucosa, nos puede proporcionar la a gran cantidad de enérgico al oxidarse o “quemarse” elevándose formar dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O); quizás producir trepar 3.8 kcal/g del glucosa, ¡lo que equivale a la energía apropiado para sostener encendida la a pequeña lámpara de uno watt durante hasta luego de a mes! Entonces, ¿por qué alguno vemos los el azúcar de mesa se transforma violentamente en CO2 y H2O al estar dentro contacto con el aire, liberando energía? La razón es que a temperatura ambiente, esta transformación aparecer a una flash muy baja. Nuestro cuerpo, para logro extraer la energía de los azúcares dentro de un tiempo útil (es decir, los nos mantenga vivos, pestañeando, caminando, pensando o leyendo esta artículo), usar catalizadores los aceleran esta misma cola y provocan que ocurra miles después veces hasta luego rápido. Ese catalizadores ese los seres vivos son las enzimas, proteínas que nuestro propio corporales produce. De allí lo de autocatalítico. la a célula parcialmente simple, qué la bacteria Escherichia coli, puede hacer producir más de 4 mil proteínas diferentes. Después de agua, ns proteínas estaban las moléculas más abundantos dentro de las células (~15% después la masa del una bacteria). La a célula es una compilación de miles de moléculas en cierto movimiento y organizadas dentro estructuras específicas. Esta compilación incluye a las proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, lípidos, metabolismo y gente pequeña iones, qué sodio, potasio y magnesio. Una animación que me muestro la variedad ese procesos los ocurren en todo momento dentro de de una célula se quizás ver dentro el desde el video:
Expelled —apoyándose Cell Animation. The doméstica of uno Cell animación from los movie "Expelled: cuales Intelligence Allowed" by Ben Stein

six Microseconds the Protein urgent
scientific Animations y Visual impacts by Schrödinger
Cada vez que un grupo de científicos determina la estructura tridimensional después una proteína, ésta se deposita en una lado web llamada “Banco de cifras de Proteínas” (PDB, vía sus siglas dentro de inglés). Ese este obra seleccionamos laa galería ese enzimas que se muestra en la posteriores figura, resaltando lo sofisticado y bello de algunos de ese plegamientos bien conocido a la fecha (Figura 1). Todas estas maravillosas vistas después las proteínas se los debemos uno los avances en biología estructural, que es una ciencias relativamente joven, qué mencionaremos dentro la después sección.

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Figura 1. Galería después enzimas. La anhidrasa carbónica mantiene el pH del nuestra gore (PDB 1CA2). La luciferasa fue aislado de la a medusa y ~ es responsable de la bioluminiscencia dentro de las luciérnagas (PDB 2D1S). La alcohol deshidrogenasa degrada el alcohol que ingerimos, se produce dentro el hígado (PDB 1AGN). La triosafosfato isomerasa denominaciones importante en el metabolismo de los azúcares (PDB 2YPI). El citocromo P450 modifica algo más fármacos y compuesto tóxicos ese ingresan uno nuestro criatura (PDB 1W0E). Obtenidos ese PDB (http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do).
Los mecanismos enzimáticos los aceleran la a reacción ellos eran muy diversos. Dos del los qué es más simples e intuitivos ellos eran el después “aproximación” y “orientación”. Como en toda cola química, los reactantes deben chocar entre sí con apropiado energía y alcanzar la orientación suficiente para que der enlaces adelante las moléculas se rompan o se formen. Puesto en el mercado que están colisiones ocurren perfecto al azar, no todas apellido son productivas, eliminar decir, que alguna todas desencadenan laa reacción química. Qué se mencionó antes, los enzimas sí cavidades que puede ser ~ acomodar a los sustratos hacía que reaccionen adelante sí. Éstas conforman el “sitio activo” después la enzima. Dentro de este sitio de construcción se ¿encontrar? residuos del aminoácidos específicos que permiten la interacción con los sustratos y los facilitan ns rompimiento y la formación de nuevos enlaces.
parte enzimas están incluidos metales dentro de su formulario (por ejemplo, iones ese hierro, cobre y zinc, todos otros) que pueden participar en el proceso catalítico.

¿Qué son las enzimas?, aprendiendo química.

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¿Cómo se descubrieron ns enzimas?

Hace sólo lo suficiente un siglo, los científico descubrieron que los enzimas ser proteínas y comenzaron a entender de qué forma funcionaban; no tener embargo, denominada desde hace centenar o mil de año que tenemos contacto alcanzan ellas y ns aprovechamos dentro nuestro beneficio. Uno después los ejemplos hasta luego ilustrativos eliminar la quimosina, los se encuentra en los estómagos de algunos rumiantes. Ésta es una proteasa, denominaciones decir, laa enzima ese cataliza la degradación después otras proteínas mediante el rompimiento del enlace que une a ese residuos después aminoácidos que las conforman. Conforme la historia, dentro el Egipto ese hace qué es más de dos mil la edad se sabía que al guardar leche dentro de vísceras o estómagos secos de animales se formaba un muy blanquecino o cuajo, los al prensarse para eliminar el suero daba espacial al queso fresco.
La primero patente para un proceso enzimático es de esta uno época: dentro 1894, Takamine patentó una enzima ns la que yo lo llamo “diastasa”, producida por un hongo y que actualmente sigue dentro de el mercado.

La enzima actuado de ~ ~ transformación eliminar la quimosina (Figura 2), la como rompe o hidroliza un alianza particular dentro de la caseína, la a proteína que constituye el 80% de las ese se encuentran dentro de la leche del vaca. Al bear esta hidrólisis, mucho la proteína qué otros los componentes de la leche se tornan insolubles y se precipitan, lo ese forma los cuajo. Se conocía tan bien este proceso, por lo tanto reproducible, seguro y bien aceptable por der consumidores, que a finales ese siglo XIX, Christian Hansen, ns farmacéutico danés, fundó la primera compañía biotecnológica para abolicionista un producto llamado renina. Ns producto se basaba dentro extractos estandarizados ese la mucosa interna del estómagos ese ternera. Se vendía bastante bien, pese a que no se sabía a ciencias cierta qué esto contenía el producto, ni porqué funcionaba. Por cierto, la compañía Chr. Hansen continúa haciendo negocios dentro la actualidad, aunque actualmente vende incluso otras enzimas, ya no provenientes ese estómagos del animales, que no producidas empezar cultivos microbianos del hongos y bacterias a través de el uso ese herramientas biotecnológicas modernas. La primero patente para un proceso enzimático es después esta uno época: dentro 1894, Takamine patentó una enzima uno la que llamó “diastasa”, producida de un hongo y que por ahora sigue en el mercado. Ésta pertenece al grupo del las amilasas, que pueden catalizar la degradación del carbohidratos complejo (como los almidón) en azúcares más simples o pequeños.
Figura 2. Quimosina después origen propietario privado (PDB 4AUC, obtenida del PDB http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do) interactuando alcanzar un inhibidor (pepstatina A, en esferas rojas) ese se perdón al sitio activo de la enzima.



¿Cómo se acudir aprovechar los enzimas?

las enzimas alguna sólo funcionan dentro el interior después las células, que no que eliminar posible extraerlas de los criatura y utilizarlas ese diferentes maneras y dentro contextos diferentes, como lo demostración Buchner. Además, tienen solicitud en diferente áreas, que van son de la listo de comestibles y bebidas, hasta la síntesis ese farmacéuticos y otros enlace importantes en la industrial química. Dentro de este número se revisan varios pej interesantes sobre qué tan alejado han llegado ns enzimas dentro términos biotecnológicos, dichos están presentes (literalmente) dentro de muchísimas después las actividad cotidianas los realizamos. Por ejemplo, toda vez que lavamos la ropa usamos enzimas, son de éstas estaban uno de los ingredientes de los detergentes granulados y líquidos que se venden hoy dia en todo ns mundo.

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Imagen: Karunasanghvi, consultada en: http://pixabay.com/es/detergente-cuchara-blanco-wash-460472/ el papel ese estas enzimas, qué las amilasas, proteasas y lipasas, abarca degradar carbohidratos complejos, restos después proteínas y restos de grasas, respectivamente. Otro caso son las pruebas rápidas ese embarazo ese están muy famoso en ns “ensayo de inmunoabsorción ligado uno enzima” (enzyme-linked inmunosorbent assay, ELISA, vía sus siglas en inglés), el cual utiliza laa enzima llama peroxidasa, acoplada a ns anticuerpo, que permite amplificar la señal cuando el anticuerpo se une un su molécula blanco. Ese esta manera, una pequeña cantidad de la molécula blanco puede hacer detectarse, inclusive visualmente. En algunos casos, incluso nos beneficiamos indirectamente después las enzimas. Vía ejemplo, el función deslavado después la mezclilla se voluntad utilizando a tratamiento alcanzar la enzima lacasa, los es capaces de desteñir la tela tiempo a ese cataliza la conversión de moléculas de colorante en otras moléculas, ese ya alguno tienen color. Y qué estos, hay decenas de ejemplos.Todas estas solicitud tecnológicas cuales serían posible sin la producción después las enzimas uno gran proporción y debajo costo. La ingenieria genética obtener fundamental dentro de este aspecto. Gracias a es herramienta, denominada posible extraer de un organismo el gen (formado de ácido desoxirribonucleico, DNA vía sus siglas dentro de inglés) los codifica hacía una enzima específica y también introducirlo dentro de el material genético de otro organismo.
La ingenieria genética ha sido fundamental en este aspecto. Gracias a ser herramienta, denominada posible extraer del un organismo ns gen (formado por ácido desoxirribonucleico, DNA vía sus siglas dentro de inglés) los codifica hacía una enzima específica e introducirlo en el material genético después otro organismo.

Este funcionariado descubrimiento, que sentó las bases científicas de la biotecnológico moderna, se llevo a capa en mil novecientos setenta y tres por un grupo ese investigadores después la comprar de California dentro de San Francisco (COHEN et al., 1973). Generalmente, se introduce los DNA dentro de un microorganismo que crece rápido y fabricar grandes cantidades de la proteína ese interés. Uno la producida a través de esta técnica se le llama proteína recombinante. Los bacterias ellos eran los aspirantes ideales para ser tarea. Se multiplican exponencialmente, son fáciles después manipular yu y necesario nutrientes baratos para crecer. Por ejemplo, ese citocromos P450s estaban enzimas que incluyen hierro en su sitio positivo y son quizás de catalizar la oxidación después una gran diversidad de compuesto orgánicos usando oxígeno como distribuidor autorizado oxidante. Los humanos tenemos tantos, tanto citocromos que nos asisten a degradar compuestos tóxicos que ingresan uno nuestro organismo. Sí señor quisiéramos aprender a profundidad estas moléculas, será muy complejo y caro obtenerlas directamente de nuestro cuerpo. Denominada por esto que las técnicas de ingeniería genética han permitido producir grandes cantidad de citocromos ese humano dentro de Escherichia coli. Además de esto de esta popular bacteria, denominada posible expresar o producir proteínas de muchos seres vivos dentro de hongos, qué la levadura de pan Saccharomyces cerevisiae o consistía en células de insecto. Entretanto que uno mediados de siglo XX (ca. 1960) cerrar del 70% ese las enzimas comerciales se obtenían después plantas y ese órganos animales, actual el 90% proviene del microorganismos y la mayoría después las enzimas de uso industrial (más después 50%) se producen ese forma recombinante (ILLANES, 2010).
Uno de los primeros casos de la a proteína ese interés producida alcanzar la tecnológico recombinante denominaciones la insulina, la a hormona ese naturaleza proteica ese se utiliza dentro el tratamiento del la diabetes.


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