ENZIMAS

ENZIMAS

Objetivos:

- EXPLICAR EL MODO EN QUE UNA ENZIMA REDUCE LA ENERGÍA DE ACTIVACIÓN NECESARIA PARA UNA REACCIÓN.

- DESCRIBIR LAS FORMAS ESPECIFICAS DE REGULACIÓN DE LAS ENZIMAS

Los principios de la termodinámica ayudan a predecir si una reacción puede ocurrir o no, pero no indican nada acerca de la velocidad de esa reacción. La degradación de la glucosa, por ejemplo, es una reacción exergonica, pese a lo cual una disolución de dicho azúcar se conserva por tiempo indefinido en un frasco si se mantiene libre de bacterias y mohos y no se somete a temperaturas altas ni ácidos o bases fuertes. Las células no pueden esperar siglos para que las moléculas de glucosa se degraden de forma espontanea, ni tampoco pueden utilizar condiciones extremas para hidrolizarlas. Las células regulan la velocidad de las reacciones químicas con enzimas, que son catalizadores proteínicos que aumentan la velocidad de las reaccione químicas sin consumirse en éstas. Aunque la mayoria de las enzimas son proteínas, los científicos han descubierto que algunos tipos de RNA también tienen actividad catalítica.

Las células requieren una liberación constante de energía, y deben regular dicha liberación para satisfacer las necesidades energéticas del metabolismo. Los procesos metabólicos suelen proceder en una sucesión de etapas, de modo que una molécula puede experimentar hasta 20 o 30 transformaciones químicas antes de alcanzar algún estado final. Incluso entonces, la molécula aparentemente definitiva puede pasar a otra ruta metabólica y ser transformada por completo o consumirse para producir energía. Las necesidades cambiantes de las células hacen necesario un sistema de control metabólico flexible. Los directores clave de este sistema son las enzimas.

La capacidad catalítica de algunas enzimas es muy notable. Por ejemplo, el peróxido de hidrogeno (H2O2) se descompone con gran lentitud si la reacción no es catalizada, pero una sola molécula de la enzima catalasa produce la descomposición de 40 millones de moléculas de H2O2 por segundo. La catalasa tiene la tasa catalítica más alta conocida de las enzimas. Protege las células al descomponer el peróxido de hidrogeno, un subproducto toxico de algunas reacciones celulares.

Todas las reacciones necesitan una cantidad específica de energía de activación.

Todas las reacciones, tanto exergonicas como endergonicas, tienen una barrera energética conocida como energía de activación (EA), que es la cantidad de energía que se requiere para romper los enlaces químicos existentes e iniciar la reacción. En una población de moléculas de cualquier tipo, algunas tienen una energía cinética relativamente alta, mientras que otras tienen un contenido energético bajo. Solo las moléculas con un contenido de energía relativamente alto tienen probabilidades de reaccionar para formar el producto.

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