Download Guía de autoaprendizaje IV medio N°2 “Enzimas” Tópico generativo

Liceo Miguel de Cervantes y Saavedra
Departamento de Biología
Guía de autoaprendizaje IV medio N°2
“Enzimas”
Tópico generativo: ADN y síntesis de proteínas
Meta de comprensión de unidad: Identificar y comprender la importancia de la función que desempeñan las
enzimas como catalizadores biológicos.
Instrucciones: Lee atentamente la guía de aprendizaje, luego desarrolla las diversas actividades que se
encuentran al final de esta en base a la lectura.
Contenidos:
LAS ENZIMAS
En todos los organismos es preciso sintetizar (formar) macromoléculas a partir de moléculas sencillas, y para
establecer los enlaces entre éstas se necesita energía. Esta energía se consigue rompiendo los enlaces
químicos internos de otras macromoléculas, sustancias de reserva o alimentos. Todo ello comporta una serie
de reacciones coordinadas cuyo conjunto se denomina metabolismo.
Dado que las sustancias que intervienen en estas reacciones son, generalmente, muy estables, se requeriría
una gran cantidad de energía para que reaccionaran entre sí, ya que, si no, la velocidad de reacción sería nula
o demasiado lenta. Para acelerar la reacción en un laboratorio bastaría con aumentar la temperatura o bien
con añadir un catalizador, es decir, una sustancia que aumente la velocidad de la reacción. En los seres vivos,
un aumento de temperatura puede provocar la muerte, por lo que se opta por la otra posibilidad, es decir, el
concurso de catalizadores biológicos o biocatalizadores. Las moléculas que desempeñan esta función son las
enzimas. Las enzimas son, proteínas globulares capaces de catalizar las reacciones metabólicas.
Son solubles en agua y se difunden bien en los líquidos orgánicos. Pueden actuar a nivel intracelular, es decir,
en el interior de la célula donde se han formado, o a nivel extracelular, en la zona donde se segregan.
Las enzimas cumplen las dos leyes comunes a todos los catalizadores: la primera es que durante la reacción
no se alteran, y la segunda es que no desplazan la constante de equilibrio para que se obtenga más producto,
sino que simplemente favorecen que la misma cantidad de producto se obtenga en menos tiempo. Las
enzimas, a diferencia de los catalizadores no biológicos, presentan una gran especificidad, actúan a
temperatura ambiente y consiguen un aumento de la velocidad de reacción de un millón a un trillón de
veces.
Las enzimas son proteínas que catalizan todas las reacciones bioquímicas. Además de su importancia como
catalizadores biológicos, tienen muchos usos médicos y comerciales.
Un catalizador es una sustancia que disminuye la energía de activación de una reacción química. Al disminuir
la energía de activación, se incrementa la velocidad de la reacción.
La mayoría de las reacciones de los sistemas vivos son reversibles, es decir, que en ellas se establece el
equilibrio químico. Por lo tanto, las enzimas aceleran la formación de equilibrio químico, pero no afectan las
concentraciones finales del equilibrio.
Clasificación de las enzimas según su actividad.Tipo de enzimas
Hidrolasas
Isomerasas
Ligasas
Liasas
Actividad
Catalizan reacciones de hidrólisis. Rompen las biomoléculas con
moléculas de agua. A este tipo pertenecen las enzimas digestivas.
Catalizan las reacciones en las cuales un isómero se transforma en
otro, es decir, reacciones de isomerización.
Catalizan la unión de moléculas.
Catalizan las reacciones de adición de enlaces o eliminación, para
producir dobles enlaces.
Oxidorreductasas
Tansferasas
Catalizan reacciones de óxido-reducción. Facilitan la transferencia de
electrones de una molécula a otra. Ejemplo; la glucosa, oxidasa
cataliza la oxidación de glucosa a ácido glucónico.
Catalizan la transferencia de un grupo de una sustancia a otra.
Ejemplo: la transmetilasa es una enzima que cataliza la transferencia
de un grupo metilo de una molécula a otra.
Actividad enzimática.
La sustancia sobre la cual actúa una enzima se llama sustrato. Los sustratos son específicos para cada
enzima:
La sacarosa es el sustrato de la sacarasa que actúa rompiéndola en sus componentes.
Las enzimas actúan de acuerdo con la siguiente secuencia: La enzima (E) y el sustrato
(S) se combinan para formar un complejo intermedio enzima sustrato (E-S), el cual se descompone formando
un producto y regenerando la enzima.
El grado de especificidad de las enzimas es muy alto, pueden distinguir incluso entre diferentes tipos de
isómeros. Se cree que la especificidad de la enzima es debido a la forma particular de una pequeña parte
conocida como sitio activo, la cual se fija a la contraparte complementaria en el sustrato.
Factores que afectan la actividad enzimática.Concentración del sustrato.- A mayor concentración del sustrato, a una concentración fija de la enzima se
obtiene la velocidad máxima. Después de que se alcanza esta velocidad, un aumento en la concentración del
sustrato no tiene efecto en la velocidad de la reacción.
Concentración de la enzima.- Siempre y cuando haya sustrato disponible, un aumento en la concentración
de la enzima aumenta la velocidad enzimática hacia cierto límite.
Temperatura.- Un incremento de 10°C duplica la velocidad de reacción, hasta ciertos límites. El calor es un
factor que desnaturaliza las proteínas por lo tanto si la temperatura se eleva demasiado, la enzima pierde su
actividad.
pH.- El pH óptimo de la actividad enzimática es 7, excepto las enzimas del estómago cuyo pH óptimo es
ácido.
Presencia de cofactores.- Muchas enzimas dependen de los cofactores, sean activadores o coenzimas para
funcionar adecuadamente. Para las enzimas que tienen cofactores, la concentración del cofactor debe ser
igual o mayor que la concentración de la enzima para obtener una actividad catalítica máxima.
Modelos de acción enzimática
Modelo llave cerradura : Como lo indica su nombre, este modelo plantea una analogía entre la interacción de las enzimas
con su sustrato y el funcionamiento de una llave que se complementa específicamente con una única chapa o cerradura.
Si bien es cierto que este modelo da cuenta de la relación específica entre una enzima y su sustrato, sugiere una
interacción ''rígida'' entre ellos, condición que algunos científicos actualmente cuestionan.
Modelo de encaje-inducido: este modelo sugiere una
interacción más flexible y plástica entre la enzima y su sustrato.
La idea es que a medida que el sustrato se acerca a la enzima,
induce cambios de forma en ella, de manera de ‘’acomodarse’’ y
así
establecer
la
relación
específica que caracteriza a esta interacción.
Actividades:
I.- Selección múltiple: Encierra la alternativa correcta en base a la lectura anterior.
1.- Las enzimas son un tipo de macromoléculas denominadas:
a) Proteínas
b) Carbohidratos
c) Aminoácidos
d) Lípidos
e) Ácidos nucleicos
2.- ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?
a) Las enzimas son proteínas
b) Las enzimas son catalizadores de procesos
c) Favorecen a que la misma cantidad de producto se obtenga en más tiempo
d) Actúan a temperatura ambiente
e) Son específicas
3.- Con respecto a un catalizador, es correcto:
a) Es una sustancia que disminuye la energía de activación de una reacción química.
b) Disminuye la velocidad de la reacción.
c) Es una sustancia que aumenta la energía de activación
d) Realiza procesos irreversibles
e) Acelera el desequilibrio químico
4.- Con respecto a la actividad enzimática:
I La sustancia sobre la cual actúa una enzima se llama sustrato
II Los sustratos son específicos para cada enzima
III La enzima (E) y el sustrato (P) se combinan
IV La especificidad de la enzima está dada por el sustrato
a) solo I
b) I y II
c) II y III
d) I, II y III
e) I, II, III y IV
5.- La concentración del sustrato implica que:
a) A mayor sustrato máxima velocidad de reacción
b) A menor sustrato máxima velocidad de reacción
c) A mayor sustrato minima velocidad de reacción
d) Alcanzando la velocidad máxima un aumento en la concentración del sustrato tiene efecto en la velocidad
e) Ninguna de las anteriores
6.- Con respecto a los factores que afectan la actividad enzimática, es correcto afirmar:
a) Con sustrato disponible y un disminución de la enzima aumenta la velocidad enzimática.
b) Un incremento de 10°C duplica la velocidad de reacción, sin límites.
c) El pH óptimo de las enzimas digestivas es 7
d) Muchas enzimas dependen de cofactores
e) La concentración del cofactor debe ser menor que la de la enzima
7.- Son características de los modelos enzimáticos:
I Existen 2 modelos principales “llave-cerradura” y “encaje inducido”
II El modelo encaje inducido es una interacción rígida
III El modelo llave cerradura es un encaje especifico en la forma de la enzima y sustrato
IV El modelo encaje inducido es una interacción más flexible
a) Solo I
b) Solo II
c) I, III y IV
d) I, II y IV
e) I, II, III y IV
Para información o dudas: [email protected]
Profesora Alejandra Pérez