Factores que afectan a la actividad enzimática

1. Temperatura: La velocidad de la reacción aumenta a medida que aumenta la temperatura, hasta una temperatura óptima (a la cual la actividad del enzima es máxima, la velocidad también es máxima). A partir de la temperatura óptima, la velocidad de la reacción disminuye (la actividad disminuye debido a que el enzima se desnaturaliza).

2. pH: Afecta a la actividad enzimática igual que la temperatura.

3. Concentración de sustrato [S]:

• Velocidad máxima: La enzima está saturada con el sustrato y no puede trabajar más rápido aunque aumentemos la cantidad de sustrato.
• Constante de Michaelis-Menten (KM): Concentración de sustrato a la cual la velocidad de la reacción es la mitad de la velocidad máxima. Si la KM es alta, la afinidad del enzima por el sustrato es baja. Si la KM es baja, la afinidad es alta.

4. Inhibidores de la actividad enzimática: Son sustancias que disminuyen o anulan completamente la actividad de un enzima. Existen dos tipos:

• Reversibles: Cuando no se utiliza el centro activo. Si el inhibidor se separa, entonces el enzima recupera su actividad.
  • Competitiva: El inhibidor se une al centro activo, ya que es una molécula muy parecida al sustrato.
  • No competitiva: El inhibidor se une a un lugar distinto del centro activo del enzima e impide que se le una el sustrato.
• Irreversibles: El inhibidor se fija al centro activo de forma permanente impidiendo que se una al sustrato. Ej: venenos (cianuro).

5. Activadores de la actividad enzimática: Sustratos que al unirse a una enzima la activan y permiten su unión al sustrato.

Enzimas

Son proteínas globulares que catalizan reacciones químicas biológicas, es decir, aceleran la velocidad de las reacciones. Son biocatalizadores. Cumplen las características de un catalizador:

• Un catalizador es una sustancia que disminuye la energía de activación para que el sustrato llegue antes al estado de transición.
• No se gasta en el curso de la reacción.
• Se necesitan cantidades muy pequeñas.

Diferencias con los catalizadores no biológicos:

• Son más específicos.
• Tienen un peso molecular alto (son proteínas).
• Actúan a temperatura ambiente.
• Aumentan más la velocidad de la reacción que cualquier catalizador no biológico.

Vitaminas

Son glúcidos o lípidos que actúan como coenzimas. Son indispensables en la dieta, no se pueden sintetizar por los animales (sólo la vitamina B5). Los organismos vegetales sí pueden sintetizarlas. Se requieren en pequeñas cantidades pero su ausencia provoca enfermedades como:

• Avitaminosis: Ausencia total de una o varias vitaminas.
• Hipovitaminosis: Déficit de una o varias vitaminas.

El ingesto excesivo de vitaminas también provoca enfermedades:

• Hipervitaminosis: Exceso de vitaminas, sobre todo vitaminas liposolubles.

Tipos de vitaminas:

• Liposolubles:
  • A: Forma parte de la rodopsina (visión). Su ausencia provoca xeroftalmia (ceguera nocturna).
  • D: Regula la absorción de calcio del intestino. Su deficiencia causa raquitismo.
  • E: Antioxidante.
  • K: Participa en la coagulación sanguínea.
• Hidrosolubles:
  • Complejo B:
    • B1: Coenzima que da lugar al pirofosfato de tiamina, participa en el metabolismo de los glúcidos.
    • B2: FAD, fuente de energía.
    • B3: Se encuentra en NAD y NADP, fuente de poder reductor.
  • Vitamina C: Interviene en la síntesis de colágeno. Su ausencia provoca escorbuto.

Nucleoplasma

Es el medio interno del núcleo, formado por agua, iones, proteínas, ADN, ARN y nucleótidos (en dispersión coloidal). En él se dan la replicación y transcripción del ADN. Al igual que en el citosol, en el nucleoplasma hay una red de proteínas similar al citoesqueleto.

Nucléolo

Es un corpúsculo en el interior del núcleo, puede haber uno o más de uno. Formado por ARN y proteínas. Tiene dos zonas:

• Zona fibrilar: Formada por ARNn + proteínas, se encuentra en el centro.
• Zona granular: Formada por ARNr + proteínas. Es más periférica. Donde se forman las subunidades ribosomales.

Cromatina

Formada por ADN + histonas con distintos grados de empaquetamientos:

• Heterocromatina: Es la forma más condensada en todas las células del organismo (constitutiva) o en algunas células del organismo pero no en todas (facultativa).
  • Constitutiva: Muy condensada y no se transcribe en ninguna célula.
  • Facultativa: Muy condensada y no se transcribe en algunas células.
• Eucromatina: Cromatina descondensada por lo que se puede transcribir en todas las células.

Cromosomas

Son la máxima compactación de la cromatina. La estructura del cromosoma metafásico es la siguiente:

• Dos cromátidas: Igual material genético, ya que ellas son el fruto de la duplicación una de la otra, son dos copias exactas del ADN.
• Centrómero: Zona de unión de las dos cromátidas. El centrómero separa cada cromátida en dos brazos.
• Constricciones secundarias: Son zonas relacionadas con la formación del nucléolo al final de la mitosis.
• Telómeros: Son los extremos del cromosoma.
• Satélites: A veces, segmento de ADN en un extremo del cromosoma.
• Cinetocoro: Proteína discoidal situada en el centrómero, lugar de unión a los microtúbulos del huso mitótico.

Forma de los cromosomas:

• Metacéntrico: Centrómero justo en el centro del cromosoma. Sus brazos son iguales.
• Submetacéntrico: Los brazos de cada cromátida son desiguales porque el centrómero está desplazado.
• Acrocéntrico: Los brazos son muy desiguales porque el centrómero está muy desplazado.
• Telocéntrico: El centrómero está en un extremo por lo que parece que cada cromátida solo tenga un brazo.

Leyes de los cromosomas

1. Ley de constancia numérica

Todas las células de todos los individuos de la misma especie tienen el mismo número de cromosomas, y ese número es propio y característico de ellos. Humanos 46, mosca de la fruta 8. El tamaño y la forma de cada cromosoma también es constante. Salvo los gametos, que tienen la mitad de cromosomas.

2. Ley de cromosomas homólogos

Una célula, según la especie, puede presentar dos series de cromosomas homólogos (diploides), tres series (triploides), cuatro series (tetraploides) o n series (poliploides). A cada serie se le llama haploide. Excepcionalmente, en las células humanas hay una pareja de cromosomas no homólogos XY.

• Heterocromosomas o cromosomas sexuales: XY (Hombre) XX (Mujer)
• Autosomas: El resto de los cromosomas.

3. Ley de la individualidad de los cromosomas

Los cromosomas mantienen su individualidad durante todo el ciclo celular (solo cambian su organización durante la interfase descondensándose).

• Ideograma: Son dos cromosomas de un organismo ordenados por parejas homólogas y tamaño.
• Cariotipo: Conjunto de todos los cromosomas de una célula. El cariotipo se puede determinar viendo distintas características de los cromosomas: número, tamaño, forma, bandeado, número de constricciones secundarias, existencia de satélites.