Activadores e Inhibidores Enzimáticos

Activadores

Las principales sustancias activadoras de los fenómenos enzimáticos son las siguientes:

1. Algunos cationes metálicos favorecen la unión del enzima con el sustrato como el Cu²⁺, Zn²⁺, Mg²⁺, etc. Se les denomina Cofactores.
2. Las enzimas a veces son sintetizadas en forma de proenzimas inactivas que necesitan de algún factor que las active. Se les denomina también Zimógenos.

Inhibidores

Los inhibidores son sustancias que disminuyen la actividad de un enzima. La inhibición puede ser de tres tipos:

1. Inhibición competitiva. En este tipo de inhibición la forma de la molécula del inhibidor es muy parecida a la forma que tiene la molécula del sustrato sobre el que actúa el enzima. Por lo que el enzima a veces se une al inhibidor en lugar de unirse al sustrato y entonces la reacción no se realiza. Este tipo de inhibición es reversible y depende de las concentraciones relativas de sustrato e inhibidor.
2. Inhibición no competitiva. Se produce por una sustancia, inhibidor, que se une al enzima en un lugar distinto del centro activo modificando la estructura de la proteína y por lo tanto la forma del centro activo impidiendo al enzima que reconozca al sustrato y por eso la reacción no tiene lugar.
3. Retroinhibición o inhibición Feed-Back. En este tipo de inhibición el inhibidor es el propio producto de la reacción que el enzima cataliza cuando sobrepasa una determinada concentración. Este tipo de inhibición es reversible, ya que depende de la concentración de producto. Es el tipo de inhibición más común en los seres vivos.

Fotosíntesis

Fase Luminosa Cíclica

Tiene lugar exclusivamente en el Fotosistema I, creándose un flujo cíclico de electrones que en cada vuelta dan lugar a una fosforilación.

Esta fase es propia de las bacterias fotosintéticas, aunque también puede darse en las algas y en los vegetales superiores cuando son iluminados con luz de longitud de onda superior a 680 nm.

Las bacterias fotosintéticas realizan la siguiente fase luminosa:

Cuando el Fotosistema I recibe el impacto de dos fotones se oxida cediendo sus electrones al Aceptor Z el cual a su vez los cede a la FERREDOXINA, pero esta los cede a su vez al CITOCROMO b6, que se los pasa al CITOCROMO f originándose en este proceso una fosforilación. El ciclo se cierra con la cesión de los electrones a la PLASTOCIANINA que los pasará al Fotosistema I para reponer los perdidos en la oxidación.

Esta Fase Luminosa Cíclica presenta las siguientes características:

• Al carecer de cloroplastos las bacterias, la fase luminosa tiene lugar en la membrana de los Mesosomas.
• El fotosistema esta compuesto por Bacterioclorofila a y b, Carotenos y Xantofilas.
• El donador de electrones no es el agua, por lo tanto no se desprende O₂.
• Como la Ferredoxina cede los electrones al Citocromo b6 no se produce la reducción de NADP.

Funcionamiento de los Fotosistemas

Al incidir la luz sobre alguna de las moléculas de clorofila, dicha molécula es excitada por la energía de un fotón que es transferida por resonancia a través de todas las moléculas de clorofila de la antena hasta llegar a la que forma el centro de reacción, la cual adquiere un nivel lo suficientemente alto para soltar un electrón. Por lo tanto en esta reacción la energía fotónica de excitación se transforma en energía química.

La clorofila con la pérdida de un electrón ha quedado cargada positivamente (oxidada), por lo que rápidamente tiende a recuperar el electrón perdido. La recuperación de estos electrones se hace gracias a unas sustancias denominadas donadores de electrones.

Cuando el Fotosistema II recibe el impacto de dos fotones, este Fotosistema se activa oxidándose, ya que pierde dos electrones que son captados por el Aceptor Q. Por otra parte mediante la FOTOLISIS DEL H₂O se liberan 2 H⁺ en el medio interno del Tilacoide, mientras que los electrones reponen a los que ha perdido la clorofila del Fotosistema II.

Los electrones captados por el Aceptor Q son cedidos a la cadena de transportadores de electrones formada por la PLASTOQUINONA, CITOCROMO b3, CITOCROMO f, y PLASTOCIANINA. Durante este transporte se libera energía que es empleada en transportar al medio interno del Tilacoide protones H⁺ que sumados a los procedentes de la FOTOLISIS DEL AGUA, crean una diferencia de potencial electroquímico en la membrana.

La FOTOFOSFORILACION o formación del ATP, se produce según la TEORÍA QUIMIOSMOTICA DE MITCHELL, gracias a esta diferencia de potencial electroquímico provocada por la acumulación de H⁺ en el medio interno del tilacoide, la salida de estos protones a nivel de los FACTORES DE ACOPLAMIENTO o PARTÍCULAS F situadas en la membrana del Tilacoide activan a la enzima ATP-SINTETASA que se encuentra en estas partículas y que es capaz de catalizar la síntesis de ATP a partir de ADP + Pi.

Al recibir el impacto de dos fotones el Fotosistema I se oxida cediendo 2e^– que son captados por el Aceptor Z que posteriormente los cede a la FERREDOXINA. Los electrones perdidos por el Fotosistema I son repuestos por la PLASTOCIANINA. El aceptor final de los 2e^– es el NADP que se reduce a NADPH₂ utilizando los 2H⁺ producidos en la Fotolisis del agua.

Propiedades de las Enzimas

Las principales propiedades de las enzimas son:

1. Las enzimas son solubles en el agua (salvo excepciones).
2. La velocidad de las reacciones enzimáticas está sujeta a la temperatura. A medida que se aumenta la temperatura la velocidad de reacción aumenta hasta llegar a un valor máximo, denominado Temperatura óptima, sobrepasado el cual la velocidad de reacción disminuye bruscamente, ya que el enzima se desnaturaliza. La Temperatura óptima varia según los enzimas.
3. Una enzima solo actúa dentro de unos valores de pH determinados, entre los cuales se encuentra el pH óptimo al cual la enzima desarrolla su máxima actividad.
4. Las enzimas actúan en cantidades muy pequeñas, debido entre otras causas a que no se consumen durante el proceso ya que al final de la reacción se recuperan íntegramente. de ahí que cantidades muy pequeñas de enzima sean capaces de catalizar grandes cantidades de sustrato.
5. Las enzimas son específicos, es decir que cada enzima solo actúa sobre un sustrato determinado e incluso a veces sobre un isómero de ese sustrato. Esto se denomina especificidad de sustrato.

Fotorrespiración

Es un proceso de respiración que realizan las plantas cuando a la vez están realizando la fotosíntesis, se diferencia de la respiración mitocondrial en que en este proceso no se sintetiza ATP, además parte de NADPH₂ necesario para reducir el CO₂ la fase oscura es consumido por este proceso, por ello la fotorrespiración disminuye el rendimiento de la fotosíntesis. Las plantas que utilizan la ruta C4 no poseen este proceso.

Mitosis y Meiosis

Diferencias entre la Mitosis y la Meiosis

Estructura del ADN

Modelo de Watson y Crick

Basándose en todo esto Watson y Crick propusieron un modelo para explicar la estructura secundaria de DNA. Este modelo, que se conoce con el nombre de Modelo de Watson y Crick o también como Modelo de la Doble Hélice, dice lo siguiente:

1. La molécula de DNA esta formada por dos cadenas de nucleótidos dispuestas de forma antiparalela y con sus bases nitrogenadas enfrentadas. Esta estructura se encuentra girada en el espacio en una doble hélice dextrógira y plectonémica (las dos cadenas no se pueden separar sí antes no se desenrolla la hélice).
2. Las dos cadenas se mantienen unidas por enlaces por puentes de hidrógeno que se establecen entre las bases nitrogenadas.
3. El enfrentamiento de las bases nitrogenadas es específico de tal manera que frente a una Adenina siempre se encuentra una Timina, y frente a una Guanina siempre se encuentra una Citosina. Entre la A y la T se establecen dos puentes de hidrógeno, mientras que entre la C y la G se establecen tres puentes de hidrógeno.
4. Las bases nitrogenadas se encuentran situadas hacia el interior de la hélice.

ADN y ARN

Diferencias entre el ADN y el ARN

Respiración Celular

• Glucolisis: glucosa – ac. pirúvico – citoplasma celular
• Descarboxilación oxidativa: ac. pirúvico – acetil-CoA y CO₂ – matriz mitocondrial
• Ciclo de Krebs: acetil-CoA – CO₂ – ciclo de Krebs
• Cadena respiratoria: ADP – ATP – cadena de transporte electrónico
• Fermentación alcohólica: glucosa – 2 alcohol etílico y 2 CO₂ – enzima especiales de levaduras
• Fermentación láctica: lactosa – ac. láctico – bacterias Lactobacillus
• Fermentación acética: alcohol etílico – ac. acético – bacterias Acetobacter
• β-oxidación de ácidos grasos: acil-CoA de dos carbonos menos – acetil-CoA y acil-CoA – ciclo de Krebs
• Gluconeogénesis: ac. láctico – ac. pirúvico – fermentación láctica en los músculos