LOS BIOCATALIZADORES
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LOS BIOCATALIZADORES
Catalizadores Las células poseen
compuestos químicos que controlan las reacciones que ocurren en su interior.
La sustancia que controla la velocidad a la que ocurre una reacción química sin que la célula sufra daño alguno ni se destruya se conoce como un catalizador.
Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores en las células.
Enzimas Hacen posibles las
reacciones, disminuyendo la cantidad de energía de activación que se necesita.
Controlan la velocidad a la que ocurre la reacción, para que la energía se libere lentamente.
Permiten que las reacciones ocurran a unas temperaturas que no hagan daño al organismo.
¿Cuántas enzimas habrán en un organismo?
Enzimas y sustratos
La sustancia sobre la cual actúa una enzima se conoce como sustrato. El sustrato se convierte en uno o más productos nuevos.
Las enzimas son reutilizables y cada una puede catalizar de 100 a 30,000,000 de reacciones por min.
Pero, una enzima particular actúa solo sobre un sustrato específico. Cada enzima particular puede controlar solo un tipo de reacción.
Enzimas y coenzimas
Una enzima recibe el nombre del sustrato sobre el cual actúa. A una parte del nombre del sustrato
se le añade el sufijo –asa. ¿Cuál será el sustrato de una proteasa?
En algunas reacciones, pequeñas moléculas, llamadas coenzimas, se unen a las enzimas para controlar las reacciones. Las coenzimas no son proteínas
pero no sufren cambios durante las reacciones.
Algunas vitaminas son coenzimas. B1, B2, B6, K.
Una reacción no ocurrirá si la coenzima no está presente.
Los modelos de enzimas La forma y la estructura de una enzima determinan la
reacción que puede catalizar. La enzima se une al sustrato (S) mediante un área especial,
el sitio activo, para formar un complejo enzima-sustrato o E-S.
En el sitio activo, la enzima y el sustrato se ajustan perfectamente.
Modelo del ajuste inducido.
Modelo de la llave y la cerradura.
Los modelos de enzimas
Las células regulan la cantidad y la actividad de sus enzimas
Inhibición por retroalimentación
Los factores que afectan la actividad enzimática
La temperatura (desnaturalización) (Ej: albúmina)
Los factores que afectan la actividad enzimática
El pH (desnaturalización) (Ej: pepsina)
La concentración del sustrato
Sustancias químicas (inhibidores)
VITAMINAS
Las vitaminas
Son un grupo diverso de compuestos orgánicos que los animales requieren en pequeñas cantidades.
En general, el cuerpo no puede sintetizar las vitaminas (o no puede hacerlo en suficiente cantidad), así que las debe obtener de la dieta.
Fuentes de vitaminas y función en el ser humano: Vitaminas hidrosolubles
Vitamina Fuentes en la dieta
Funciones en el cuerpo Síntomas de deficiencia
Vitamina B1 (tiamina)
Leche, carne, pan Coenzima en reacciones metabólicas Beriberi (debilidad muscular, cambios en nervios periféricos, edema, insuficiencia cardiaca)
Vitamina B2 (riboflavina)
Ampliamente distribuida en alimentos
Constituyente de coenzimas en el metabolismo energético
Labios enrojecidos, grietas en las comisuras de la boca, lesiones oculares
Niacina Hígado, carne magra, cereales, leguminosas
Constituyente de dos coenzimas en el metabolismo energético
Pelagra (lesiones cutáneas y gastrointestinales; nerviosismo, desórdenes mentales)
Vitamina B6 (piridoxina)
Carne, verduras, cereales integrales
Coenzima en el metabolismo de aminoácidos
Irritabilidad, convulsiones, tics musculares, dermatitis, cálculos renales
Ácido pantoténico
Leche, carne Constituyente de la coenzima A, participa en el metabolismo energético
Fatiga, perturbaciones del sueño, merma de coordinación
Ácido fólico Leguminosas, verduras, trigo integral
Coenzima del metabolismo de ácidos nucleicos y aminoácidos
Anemia, perturbaciones gastrointestinales, diarrea, retardo del crecimiento, defectos congénitos
Vitamina B12
Carne, huevo, lácteos Coenzima en el metabolismo de ácidos nucleicos
Anemia perniciosa, desórdenes neurológicos
Biotina Leguminosas, verduras, carne
Coenzima para la síntesis de grasas, metabolismo de aminoácidos y formación de glucógeno
Fatiga, depresión, náuseas, dermatitis, dolor muscular
Colina Yema de huevo, hígado, cereales, leguminosas
Constituyente de fosfolípidos, precursor del neurotransmisor acetilcolina
No se han informado en el ser humano
Vitamina C (ácido ascórbico)
Cítricos, tomates, pimientos y chiles verdes
Mantenimiento de cartílagos, huesos y dentina, síntesis de colágeno
Escorbuto (degeneración de la piel, dientes, vasos sanguíneos; hemorragias epiteliales)
Fuentes de vitaminas y función en el ser humano: Vitaminas liposolubles
Vitamina Fuentes en la dieta Funciones en el cuerpo
Síntomas de deficiencia
Vitamina A (retinol)
Beta caroteno en verduras verdes, amarillas y rojas. Retinol añadido a lácteos
Constituyente del pigmento visual. Mantenimiento de tejidos epiteliales
Ceguera nocturna. Ceguera permanente
Vitamina D Aceite de hígado de bacalao, huevo, lácteos
Promueve el crecimiento y mineralización de los huesos. Aumenta la absorción de calcio
Raquitismo (deformaciones óseas) en niños; deterioro esquelético
Vitamina E (tocoferol)
Semillas, verduras de hoja verde, margarinas, manteca.
Antioxidante, evita daños celulares
Posiblemente anemia
Vitamina K Verduras de hojas verdes. Producto de bacterias intestinales.
Importante en la coagulación de la sangre
Sangrado, hemorragias internas
MINERALES
Los minerales son elementos y pequeñas moléculas inorgánicas que el cuerpo necesita
Los minerales deben obtenerse por medio de la dieta, sea en los alimentos o disueltos en agua potable, porque el cuerpo no puede fabricarlos.
Los principales minerales necesarios son: calcio, magnesio, fósforo, sodio, potasio, hierro, yodo.
Hay otros minerales que se requieren en cantidades muy pequeñas como son: cobre, zinc y selenio, que por lo regular forman parte de enzimas.
Principales fuentes de minerales y sus funciones en el ser humano
Mineral Fuentes en la dieta Principales funciones en el cuerpo
Síntomas de deficiencia
Calcio Leche, queso, verduras, leguminosas Formación de huesos y dientes. Coagulación sanguínea. Transmisión de impulsos nerviosos.
Merma del crecimiento. Raquitismo, osteoporosis. Convulsiones
Fósforo Leche, queso, carne, aves, cereales Formación de huesos y dientes. Equilibrio ácido-base
Debilidad. Desmineralización ósea. Pérdida de calcio
Potasio Carne, leche, frutas Equilibrio ácido-base. Equilibrio del agua corporal. Función nerviosa
Debilidad muscular. Parálisis
Cloro Sal de mesa Formación del jugo gástrico. Equilibrio ácido-base
Calambres musculares. Apatía. Pérdida de apetito.
Sodio Sal de mesa Equilibrio ácido-base. Equilibrio del agua corporal. Función nerviosa
Calambres musculares. Apatía. Pérdida de apetito.
Magnesio Cereales integrales, verduras de hojas
Activación de enzimas en la síntesis de proteínas
Falla de crecimiento. Alteraciones de la conducta. Debilidad, espasmos
Hierro Huevos, carne, leguminosas, cereales integrales, verduras
Constituyente de hemoglobina y enzimas que participan en el metabolismo energético
Anemia por deficiencia de hierro (debilidad, menor resistencia a infecciones)
Flúor Agua fluorizada, te, mariscos y pescados
Mantenimiento de los dientes y probablemente de la estructura ósea
Alta incidencia de caries dentales
Zinc Ampliamente distribuido en alimentos Constituyente de enzimas que participan en la digestión
Falta de crecimiento. Glándulas sexuales pequeñas
Yodo Peces y moluscos marinos, lácteos, muchas verduras, sal yodada
Constituyente de hormonas de la tiroides
Bocio
HORMONAS
Hormonas animales Las hormonas son mensajes químicos producidos por células
especializadas que han sido activadas por algún estímulo ambiental o fisiológico.
El sistema circulatorio transporta las hormonas, las cuales influyen en las células blanco: células especializadas para responder a los mensajes.
Los cambios inducidos por los mensajes hormonales podrían ser prolongados e irreversibles o transitorios y reversibles (regulatorios).
Hay 4 clases de hormonas: 1) hormonas peptídicas, 2) hormonas basadas en aminoácidos, 3) hormonas esteroideas y 4) prostaglandinas.
Modos de acción de las hormonas
Los mamíferos tienen glándulas tanto exocrinas como endocrinas
Las glándulas exocrinas producen secreciones que se liberan afuera del cuerpo o en el tracto digestivo (tienen conductos): sudoríparas, sebáceas, lacrimales, mamarias, salivales y algunas células del páncreas.
Las glándulas endocrinas liberan sus hormonas dentro del cuerpo. Por lo regular consisten de cúmulos de células embebidos en una red de capilares.
Glándulas endocrinas y hormonas de los mamíferos (1)Glándula endocrina
Hormona Tipo de compuesto
Función principal
Hipotálamo (vía a la pituitaria posterior)
Hormona antidiurética (ADH)
Péptido Promueve la reabsorción de agua de los riñones; constriñe las arteriolas.
Oxitocina Péptido En la hembra, estimula la contracción de los músculos uterinos durante el parto., la expulsión de la leche y los comportamientos maternos; en el macho causa la expulsión de semen
Hipotálamo (vía a la pituitaria anterior)
Hormonas liberadoras e inhibidoras
Péptido Al menos 9 hormonas; las liberadoras estimulan la liberación de hormonas de la pituitaria anterior; las inhibidoras inhiben la liberación de hormonas de la pituitaria anterior.
Pituitaria anterior Hormona estimuladora de folículos (FSH)
Péptido En la hembra, estimula el crecimiento del folículo, la secreción de estrógeno y quizá la ovulación; en el macho la espermatogénesis.
Hormona luteinizante (LH)
Péptido En la hembra, estimula la ovulación, el crecimiento del cuerpo lúteo y la secreción de estrógeno y progesterona; en el macho estimula la secreción de testosterona.
Hormona estimuladora de la tiroides (TSH)
Péptido Estimula a la tiroides para que libere tiroxina
Hormona adrenocorticotrópica (ACTH)
Péptido Estimula a la corteza suprarrenal para que libere hormonas, especialmente glucocorticoides.
Hormona del crecimiento
Péptido Estimula el crecimiento, la síntesis de proteínas y el metabolismo de las grasas; inhibe el metabolismo de azúcares.
Pituitaria anterior
(continuación)
Prolactina Péptido Estimula la síntesis de leche y su secreción de las glándulas mamarias.
Endorfinas Péptido Reducen la percepción del dolor.
Hormona estimuladora de melanocitos (MSH)
Péptido Promueve la síntesis del pigmento marrón de la piel, la melanina.
Tiroides Tiroxina Derivado de aminoácido
Eleva la tasa metabólica de la mayor parte de las células del cuerpo; eleva la temperatura corporal; regula el crecimiento y el desarrollo.
Calcitonina Péptido Inhibe la liberación de calcio en los huesos.
Paratiroides Paratohormona Péptido Estimula la liberación de calcio de los huesos; promueve la absorción de calcio en los intestinos; promueve la reabsorción de calcio en los riñones.
Páncreas Insulina Péptido Reduce los niveles de glucosa en la sangre, aumentando la absorción de glucosa por las células y su conversión a glucógeno, sobre todo en el hígado; regula el metabolismo de las grasas.
Glucagón Péptido Convierte glucógeno en glucosa, lo que eleva los niveles de glucosa en la sangre.
Ovarios Estrógeno Esteroide Causa el desarrollo de las características sexuales femeninas secundarias y la maduración de los óvulos; promueve el crecimiento del revestimiento uterino.
Progesterona Esteroide Estimula el desarrollo del revestimiento uterino y la formación de la placenta.
Glándulas endocrinas y hormonas de los mamíferos (2)
Testículos Testosterona Esteroide Estimula el desarrollo de los genitales y las características sexuales secundarias del macho; estimula la espermatogénesis.
Médula suprarrenal
Epinefrina (adrenalina) y norepinefrina (noradrenalina)
Derivados de aminoácidos
Eleva los niveles de azúcar y ácidos grasos en la sangre; eleva la tasa metabólica; aumenta el ritmo y a fuerza de as contracciones del corazón; constriñe algunos vasos sanguíneos.
Corteza suprarrenal
Glucocorticoides Esteroide Eleva el azúcar sanguíneo; regula el metabolismo de azúcares, grasas; efectos antiinflamatorios.
Aldosterona Esteroide Aumenta la reabsorción de sal en los riñones.
Testosterona Esteroide Causa masculinización de las partes del cuerpo, crecimiento.
Glándula pineal
Melatonina Derivado de aminoácidos
Regula los ciclos reproductores estacionales y los ciclos de sueño-vigilia; podría regular la aparición de la pubertad.
Timo Timosina Péptido Estimula la maduración de células del sistema inmunitario.
Riñón Renina Péptido Actúa sobre proteínas de la sangre para producir una hormona (angiotensina) que regula la presión arterial.
Eritropoyetina Péptido Estimula la síntesis de glóbulos rojos en la médula ósea.
Corazón Péptido natriurético atrial (ANP)
Péptido Incrementa la excreción de sal y agua por los riñones; reduce la presión arterial.
Tracto digestivo
Secretina, gastrina, colecistocinina y otras
Péptido Controlan la secreción de moco, enzimas y sales en el tracto digestivo; regulan el peristaltismo.
Células grasas
Leptina Péptido Regula el apetito; estimula la función inmunitaria; promueve el crecimiento de vasos sanguíneos; es necesaria para que inicie la pubertad.
Glándulas endocrinas y hormonas de los mamíferos (3)
Hormonas vegetales
Se han identificado 5 clases de hormonas vegetales: 1) auxinas, 2) giberelinas, 3) citocininas, 4) etileno, 5) ácido abscísico.
Cada hormona puede suscitar diversas respuestas de las células de las plantas, dependiendo del tipo de célula blanco, a etapa de desarrollo de la planta, la concentración de la hormona y la presencia de otras hormonas.
Acciones hormonales en las plantas
Hormona FunciónÁcido abscísico
Cierre de estomas; estado latente de semillas y yemas.
Auxinas Alargamiento de las células de coleóptilos y vástagos (brotes); fototropismo, gravitropismo en vástagos y raíces; crecimiento y ramificación de raíces; dominancia apical; desarrollo de tejidos vasculares; desarrollo de frutos; retraso de la senectud en las hojas y frutos; producción de etileno en frutos.
Citocininas Promoción del vástago de yemas laterales; prevención de senectud de las hojas; promoción de la división celular; estimulación del desarrollo de frutos; endospermo y embrión.
Etileno Maduración de los frutos; abscisión de frutos, flores y hojas; inhibición del alargamiento del tallo; formación de curvatura en plántulas de dicotiledóneas.
Giberelinas Germinación de semillas y vástago de yemas; alargamiento de tallos; estimulación de la floración; desarrollo del fruto.
Fitocromos