Protagonistas principales de la biología: las “Enzimas”

Las “Enzimas” pueden realizar simultáneamente y en un tiempo brevísimo la gran cantidad de reacciones que posibilitan la vida.

La mayoría de las Enzimas son de Naturaleza Proteica.

“b”-Estructura de las Proteínas.

Entre los diversos tipos de proteínas, las “Enzimas” son las que cumplen una función específica: modificar la velocidad de las reacciones que se producen en el metabolismo de un ser vivo unicelular o pluricelular, en la gran mayoría de los casos, acelerándolas.

Cada “Enzima” actúa sobre un específico sustrato, ya sea una molécula simple, o una macromolécula del alimento ingerido por la célula, logrando que el producto final se obtenga más rápidamente.

La específica reacción de la macromolécula enzimática depende de su estructura proteína. Esta depende de la clase de Aminoácidos que la conforma y el particular y preciso Orden en que están unidos.

La determinación de la secuencia aminoacídica es una tarea de Investigación delicada. Se conoce, por ejemplo, que la Proteína de Trasporte, la “Hemoglobina”, cuenta con “574” aminoacidos. 

Un cambio en el orden hace variar la naturaleza y función de una Proteína.

Disposición de las Cadenas en el Espacio

Las técnicas complejas de investigación han logrado medir exactamente la distancia entre átomos y sus ángulos de enlace.

El Microscopio Electrónico permite ver:

“1”- La estructura en forma de “Hélice”  que se presenta en la  macromolécula de “queratina”, proteína estructural y de protección que se observa en el cabello, la piel, plumas, etc.

La cadena se arrolla en forma helicoidal.

“2”- La estructura en forma de “Hoja Plegada”, en la que las cadenas adoptan una disposición estirada y paralela.

Se observa en la “fibroína”, proteína estructural elaborada por el gusano de seda y con la cual hace su capullo.

“3”- La particular estructura en forma de “Cordón”, en la que tres “3” cadenas de aminoácidos se retuercen entre sí.

Es la típica estructura del “colágeno”, que junto con la “queratina”, es de importancia proteica en la piel, tendones, cartílagos y huesos.

“4”- La “mioglobina” es una proteína que trasporta átomos de  Oxígeno “O” en el músculo. Su estructura tiene una “1” sola cadena Arrollada y Plegada sobre sí misma.

“5”- La macromolécula  de “hemoglobina” tiene cuatro “4”cadenas, y cada una tiene “1” átomo de Hierro “Fe” capaz de tomar Oxígeno “O”, desde el aparato respiratorio, conducirlo por el torrente sanguíneo, y cedérselo a cada una de las células.

La hemoglobina se desactivará si, por alguna razón, el átomo de Hierro “Fe” se aísla de ella.

Como la mayoría de las proteínas, la hemoglobina tiene forma Redondeada, perteneciendo al grupo de las llamadas Proteínas Globulares.

En las demás proteínas, las cadenas adoptan la forma de un haz de Fibras y se llaman Proteínas Fibro

¿Qué tan rápida es una Enzima?

Para tener idea de la velocidad que puede tener una reacción enzimática, la llamada “Anhidrasa Carbónica” puede descomponer en “1” minuto, 36.000.000 de moléculas de “Ácido Carbónico” (H2CO3).

En este ejemplo, la enzima produce un solo tipo de reacción química, frente a una molécula de “Ácido Carbónico” (H2CO3).  

La intervención química de esta enzima finaliza cuando, los átomos de la molécula de “Ácido Carbónico” (H2CO3) se reacomodan en “2” moléculas más simples: una (1) molécula de Dióxido de Carbono (CO2) y una (1) molécula de Agua (H2O).

En este momento, esta molécula enzimática recupera su forma original, que le permite seguir cumpliendo la misma función de siempre: transformar su molécula específica, en dos “2” moléculas más sencillas.

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Característica de la Proteína Enzimática

A pesar de ser una macromolécula, la cadena cumple su función “solo en una porción” llamada “sitio activo”. Generalmente es “un pliegue” o “una cavidad”, donde puede acomodarse ajustadamente la sustancia específica a ser transformada.

La forma del sitio activo y la de la sustancia específica deben ser complementarias. Muchas veces se compara esta situación, con la relación que existe entre una Cerradura y la Llave que puede accionarla.

La llave imaginaria toma el nombre de “Sustrato”

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Comportamiento de las Enzimas

“1”- Cuando la célula se alimenta de un sustrato como un sacáridos o una proteína, sus enzimas específicas entran en actividad.

Si la cantidad del sustrato es importante, todos los sitios activos de cada molécula de las enzimas presentes se hallan ocupados por moléculas del sustrato.

En este momento las enzimas alcanzan la velocidad máxima, hasta que la cantidad del sustrato sea tal, que las enzimas vuelvan a reaccionar  a su velocidad normal.

“2”- La mayor parte de las enzimas son activas alrededor de los “20º C” de temperatura.

Para el organismo humano la temperatura óptima de sus enzimas es de “37º C”. 

A temperaturas más altas las enzimas se desnaturalizan y pueden quedar inactivas, produciéndose la muerte de la célula, en los casos en que el fenómeno es irreversible.

“3”- Las enzimas en general reaccionan en medios relativamente  neutros. Pero existen enzimas particulares, como es el caso de la enzima que se encuentra en las células del estómago, en el que el medio de alta acidez es el óptimo para llegar a su velocidad máxima de reacción.

“4”- La desnaturalización de las enzimas se produce también en presencia de Metales Pesados, como Mercurio “Hg”, Plomo “Pb”, Cobre “Cu” o Plata “Ag”.

Estos cuatro “4” factores, más la “Humedad” (H2O)” y el Oxígeno (O2”) adecuados, incidirán en la producción exitosa del “Compost Aeróbico”.

La generación de un entorno apropiado para el Ecosistema de Descomposición, permitirá que las bacterias y demás microorganismos produzcan, en sus células, las enzimas específicas para cada etapa del metabolismo digestivo.

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Autora: Diana Vella