LOS BIOCATALIZADORES.

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1 LOS BIOCATALIZADORES

2 Catalizadores Las células poseen compuestos químicos que controlan las reacciones que ocurren en su interior. La sustancia que controla la velocidad a la que ocurre una reacción química sin que la célula sufra daño alguno ni se destruya se conoce como un catalizador. Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores en las células.

3 Enzimas Hacen posibles las reacciones, disminuyendo la cantidad de energía de activación que se necesita. Controlan la velocidad a la que ocurre la reacción, para que la energía se libere lentamente. Permiten que las reacciones ocurran a unas temperaturas que no hagan daño al organismo. ¿Cuántas enzimas habrán en un organismo?

4 Enzimas y sustratos La sustancia sobre la cual actúa una enzima se conoce como sustrato. El sustrato se convierte en uno o más productos nuevos. Las enzimas son reutilizables y cada una puede catalizar de 100 a 30,000,000 de reacciones por min. Pero, una enzima particular actúa solo sobre un sustrato específico. Cada enzima particular puede controlar solo un tipo de reacción.

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7 Enzimas y coenzimas Una enzima recibe el nombre del sustrato sobre el cual actúa. A una parte del nombre del sustrato se le añade el sufijo –asa. ¿Cuál será el sustrato de una proteasa? En algunas reacciones, pequeñas moléculas, llamadas coenzimas, se unen a las enzimas para controlar las reacciones. Las coenzimas no son proteínas pero no sufren cambios durante las reacciones. Algunas vitaminas son coenzimas. B1, B2, B6, K. Una reacción no ocurrirá si la coenzima no está presente.

8 Los modelos de enzimas La forma y la estructura de una enzima determinan la reacción que puede catalizar. La enzima se une al sustrato (S) mediante un área especial, el sitio activo, para formar un complejo enzima-sustrato o E-S. En el sitio activo, la enzima y el sustrato se ajustan perfectamente.

9 Los modelos de enzimas Modelo del ajuste inducido.
Modelo de la llave y la cerradura.

10 Las células regulan la cantidad y la actividad de sus enzimas

11 Inhibición por retroalimentación

12 Los factores que afectan la actividad enzimática
La temperatura (desnaturalización) (Ej: albúmina)

13 Los factores que afectan la actividad enzimática
El pH (desnaturalización) (Ej: pepsina) La concentración del sustrato Sustancias químicas (inhibidores)

14 VITAMINAS

15 Las vitaminas Son un grupo diverso de compuestos orgánicos que los animales requieren en pequeñas cantidades. En general, el cuerpo no puede sintetizar las vitaminas (o no puede hacerlo en suficiente cantidad), así que las debe obtener de la dieta.

16 Síntomas de deficiencia
Fuentes de vitaminas y función en el ser humano: Vitaminas hidrosolubles Vitamina Fuentes en la dieta Funciones en el cuerpo Síntomas de deficiencia Vitamina B1 (tiamina) Leche, carne, pan Coenzima en reacciones metabólicas Beriberi (debilidad muscular, cambios en nervios periféricos, edema, insuficiencia cardiaca) Vitamina B2 (riboflavina) Ampliamente distribuida en alimentos Constituyente de coenzimas en el metabolismo energético Labios enrojecidos, grietas en las comisuras de la boca, lesiones oculares Niacina Hígado, carne magra, cereales, leguminosas Constituyente de dos coenzimas en el metabolismo energético Pelagra (lesiones cutáneas y gastrointestinales; nerviosismo, desórdenes mentales) Vitamina B6 (piridoxina) Carne, verduras, cereales integrales Coenzima en el metabolismo de aminoácidos Irritabilidad, convulsiones, tics musculares, dermatitis, cálculos renales Ácido pantoténico Leche, carne Constituyente de la coenzima A, participa en el metabolismo energético Fatiga, perturbaciones del sueño, merma de coordinación Ácido fólico Leguminosas, verduras, trigo integral Coenzima del metabolismo de ácidos nucleicos y aminoácidos Anemia, perturbaciones gastrointestinales, diarrea, retardo del crecimiento, defectos congénitos Vitamina B12 Carne, huevo, lácteos Coenzima en el metabolismo de ácidos nucleicos Anemia perniciosa, desórdenes neurológicos Biotina Leguminosas, verduras, carne Coenzima para la síntesis de grasas, metabolismo de aminoácidos y formación de glucógeno Fatiga, depresión, náuseas, dermatitis, dolor muscular Colina Yema de huevo, hígado, cereales, leguminosas Constituyente de fosfolípidos, precursor del neurotransmisor acetilcolina No se han informado en el ser humano Vitamina C (ácido ascórbico) Cítricos, tomates, pimientos y chiles verdes Mantenimiento de cartílagos, huesos y dentina, síntesis de colágeno Escorbuto (degeneración de la piel, dientes, vasos sanguíneos; hemorragias epiteliales)

17 Síntomas de deficiencia
Fuentes de vitaminas y función en el ser humano: Vitaminas liposolubles Vitamina Fuentes en la dieta Funciones en el cuerpo Síntomas de deficiencia Vitamina A (retinol) Beta caroteno en verduras verdes, amarillas y rojas. Retinol añadido a lácteos Constituyente del pigmento visual. Mantenimiento de tejidos epiteliales Ceguera nocturna. Ceguera permanente Vitamina D Aceite de hígado de bacalao, huevo, lácteos Promueve el crecimiento y mineralización de los huesos. Aumenta la absorción de calcio Raquitismo (deformaciones óseas) en niños; deterioro esquelético Vitamina E (tocoferol) Semillas, verduras de hoja verde, margarinas, manteca. Antioxidante, evita daños celulares Posiblemente anemia Vitamina K Verduras de hojas verdes. Producto de bacterias intestinales. Importante en la coagulación de la sangre Sangrado, hemorragias internas

18 MINERALES

19 Los minerales son elementos y pequeñas moléculas inorgánicas que el cuerpo necesita
Los minerales deben obtenerse por medio de la dieta, sea en los alimentos o disueltos en agua potable, porque el cuerpo no puede fabricarlos. Los principales minerales necesarios son: calcio, magnesio, fósforo, sodio, potasio, hierro, yodo. Hay otros minerales que se requieren en cantidades muy pequeñas como son: cobre, zinc y selenio, que por lo regular forman parte de enzimas.

20 Principales fuentes de minerales y sus funciones en el ser humano
Fuentes en la dieta Principales funciones en el cuerpo Síntomas de deficiencia Calcio Leche, queso, verduras, leguminosas Formación de huesos y dientes. Coagulación sanguínea. Transmisión de impulsos nerviosos. Merma del crecimiento. Raquitismo, osteoporosis. Convulsiones Fósforo Leche, queso, carne, aves, cereales Formación de huesos y dientes. Equilibrio ácido-base Debilidad. Desmineralización ósea. Pérdida de calcio Potasio Carne, leche, frutas Equilibrio ácido-base. Equilibrio del agua corporal. Función nerviosa Debilidad muscular. Parálisis Cloro Sal de mesa Formación del jugo gástrico. Equilibrio ácido-base Calambres musculares. Apatía. Pérdida de apetito. Sodio Magnesio Cereales integrales, verduras de hojas Activación de enzimas en la síntesis de proteínas Falla de crecimiento. Alteraciones de la conducta. Debilidad, espasmos Hierro Huevos, carne, leguminosas, cereales integrales, verduras Constituyente de hemoglobina y enzimas que participan en el metabolismo energético Anemia por deficiencia de hierro (debilidad, menor resistencia a infecciones) Flúor Agua fluorizada, te, mariscos y pescados Mantenimiento de los dientes y probablemente de la estructura ósea Alta incidencia de caries dentales Zinc Ampliamente distribuido en alimentos Constituyente de enzimas que participan en la digestión Falta de crecimiento. Glándulas sexuales pequeñas Yodo Peces y moluscos marinos, lácteos, muchas verduras, sal yodada Constituyente de hormonas de la tiroides Bocio

21 HORMONAS

22 Hormonas animales Las hormonas son mensajes químicos producidos por células especializadas que han sido activadas por algún estímulo ambiental o fisiológico. El sistema circulatorio transporta las hormonas, las cuales influyen en las células blanco: células especializadas para responder a los mensajes.

23 Modos de acción de las hormonas
Los cambios inducidos por los mensajes hormonales podrían ser prolongados e irreversibles o transitorios y reversibles (regulatorios). Hay 4 clases de hormonas: 1) hormonas peptídicas, 2) hormonas basadas en aminoácidos, 3) hormonas esteroideas y 4) prostaglandinas.

24 Los mamíferos tienen glándulas tanto exocrinas como endocrinas
Las glándulas exocrinas producen secreciones que se liberan afuera del cuerpo o en el tracto digestivo (tienen conductos): sudoríparas, sebáceas, lacrimales, mamarias, salivales y algunas células del páncreas. Las glándulas endocrinas liberan sus hormonas dentro del cuerpo. Por lo regular consisten de cúmulos de células embebidos en una red de capilares.

25 Glándulas endocrinas y hormonas de los mamíferos (1)
Glándula endocrina Hormona Tipo de compuesto Función principal Hipotálamo (vía a la pituitaria posterior) Hormona antidiurética (ADH) Péptido Promueve la reabsorción de agua de los riñones; constriñe las arteriolas. Oxitocina En la hembra, estimula la contracción de los músculos uterinos durante el parto., la expulsión de la leche y los comportamientos maternos; en el macho causa la expulsión de semen Hipotálamo (vía a la pituitaria anterior) Hormonas liberadoras e inhibidoras Al menos 9 hormonas; las liberadoras estimulan la liberación de hormonas de la pituitaria anterior; las inhibidoras inhiben la liberación de hormonas de la pituitaria anterior. Pituitaria anterior Hormona estimuladora de folículos (FSH) En la hembra, estimula el crecimiento del folículo, la secreción de estrógeno y quizá la ovulación; en el macho la espermatogénesis. Hormona luteinizante (LH) En la hembra, estimula la ovulación, el crecimiento del cuerpo lúteo y la secreción de estrógeno y progesterona; en el macho estimula la secreción de testosterona. Hormona estimuladora de la tiroides (TSH) Estimula a la tiroides para que libere tiroxina Hormona adrenocorticotrópica (ACTH) Estimula a la corteza suprarrenal para que libere hormonas, especialmente glucocorticoides. Hormona del crecimiento Estimula el crecimiento, la síntesis de proteínas y el metabolismo de las grasas; inhibe el metabolismo de azúcares.

26 Glándulas endocrinas y hormonas de los mamíferos (2)
Pituitaria anterior (continuación) Prolactina Péptido Estimula la síntesis de leche y su secreción de las glándulas mamarias. Endorfinas Reducen la percepción del dolor. Hormona estimuladora de melanocitos (MSH) Promueve la síntesis del pigmento marrón de la piel, la melanina. Tiroides Tiroxina Derivado de aminoácido Eleva la tasa metabólica de la mayor parte de las células del cuerpo; eleva la temperatura corporal; regula el crecimiento y el desarrollo. Calcitonina Inhibe la liberación de calcio en los huesos. Paratiroides Paratohormona Estimula la liberación de calcio de los huesos; promueve la absorción de calcio en los intestinos; promueve la reabsorción de calcio en los riñones. Páncreas Insulina Reduce los niveles de glucosa en la sangre, aumentando la absorción de glucosa por las células y su conversión a glucógeno, sobre todo en el hígado; regula el metabolismo de las grasas. Glucagón Convierte glucógeno en glucosa, lo que eleva los niveles de glucosa en la sangre. Ovarios Estrógeno Esteroide Causa el desarrollo de las características sexuales femeninas secundarias y la maduración de los óvulos; promueve el crecimiento del revestimiento uterino. Progesterona Estimula el desarrollo del revestimiento uterino y la formación de la placenta.

27 Glándulas endocrinas y hormonas de los mamíferos (3)
Testículos Testosterona Esteroide Estimula el desarrollo de los genitales y las características sexuales secundarias del macho; estimula la espermatogénesis. Médula suprarrenal Epinefrina (adrenalina) y norepinefrina (noradrenalina) Derivados de aminoácidos Eleva los niveles de azúcar y ácidos grasos en la sangre; eleva la tasa metabólica; aumenta el ritmo y a fuerza de as contracciones del corazón; constriñe algunos vasos sanguíneos. Corteza suprarrenal Glucocorticoides Eleva el azúcar sanguíneo; regula el metabolismo de azúcares, grasas; efectos antiinflamatorios. Aldosterona Aumenta la reabsorción de sal en los riñones. Causa masculinización de las partes del cuerpo, crecimiento. Glándula pineal Melatonina Derivado de aminoácidos Regula los ciclos reproductores estacionales y los ciclos de sueño-vigilia; podría regular la aparición de la pubertad. Timo Timosina Péptido Estimula la maduración de células del sistema inmunitario. Riñón Renina Actúa sobre proteínas de la sangre para producir una hormona (angiotensina) que regula la presión arterial. Eritropoyetina Estimula la síntesis de glóbulos rojos en la médula ósea. Corazón Péptido natriurético atrial (ANP) Incrementa la excreción de sal y agua por los riñones; reduce la presión arterial. Tracto digestivo Secretina, gastrina, colecistocinina y otras Controlan la secreción de moco, enzimas y sales en el tracto digestivo; regulan el peristaltismo. Células grasas Leptina Regula el apetito; estimula la función inmunitaria; promueve el crecimiento de vasos sanguíneos; es necesaria para que inicie la pubertad.

28 Hormonas vegetales Se han identificado 5 clases de hormonas vegetales: 1) auxinas, 2) giberelinas, 3) citocininas, 4) etileno, 5) ácido abscísico. Cada hormona puede suscitar diversas respuestas de las células de las plantas, dependiendo del tipo de célula blanco, a etapa de desarrollo de la planta, la concentración de la hormona y la presencia de otras hormonas.

29 Acciones hormonales en las plantas
Función Ácido abscísico Cierre de estomas; estado latente de semillas y yemas. Auxinas Alargamiento de las células de coleóptilos y vástagos (brotes); fototropismo, gravitropismo en vástagos y raíces; crecimiento y ramificación de raíces; dominancia apical; desarrollo de tejidos vasculares; desarrollo de frutos; retraso de la senectud en las hojas y frutos; producción de etileno en frutos. Citocininas Promoción del vástago de yemas laterales; prevención de senectud de las hojas; promoción de la división celular; estimulación del desarrollo de frutos; endospermo y embrión. Etileno Maduración de los frutos; abscisión de frutos, flores y hojas; inhibición del alargamiento del tallo; formación de curvatura en plántulas de dicotiledóneas. Giberelinas Germinación de semillas y vástago de yemas; alargamiento de tallos; estimulación de la floración; desarrollo del fruto.

30 Fitocromos