MORFOFISIOLOGÍA HUMANA I.

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1 MORFOFISIOLOGÍA HUMANA I.
PRIMER TRIMESTRE. PRIMER AÑO. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 2.

2 ACTIVIDAD ORIENTADORA 5. COMPONENTES MOLECULARES
TEMA 1: CÉLULA. ACTIVIDAD ORIENTADORA 5. TÍTULO: COMPONENTES MOLECULARES BIOCATALIZADORES. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 3.

3 Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 4. Saludos para todos. En la actividad anterior orientamos el estudio de las características generales de los ácidos nucleicos, sus tipos y las funciones de cada uno de ellos. Utilizando la información contenida en los mismos, las células sintetizan las proteínas, entre las que se encuentran las enzimas o biocatalizadores, responsables de acelerar las reacciones químicas que se efectúan en el organismo. Las determinaciones enzimáticas son de gran utilidad en el diagnóstico y seguimiento de muchas enfermedades, como la hepatitis viral y el infarto del miocardio, entre otras.

4 SUMARIO Introducción al estudio de los biocatalizadores.
Teoría del centro activo. Cinética enzimática. Regulación de la actividad enzimática. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 5. Objetivos: Interpretar el mecanismo molecular de acción general de los biocatalizadores, a partir de las características estructurales y funcionales del centro activo, auxiliándose de la bibliografía básica y complementaria en función de la formación del médico integral comunitario. Explicar el comportamiento de la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas a nivel molecular, teniendo en cuenta los efectos de los agentes modificadores y su importancia clínica, vinculándolo con los problemas de salud de la comunidad, auxiliándose de la bibliografía básica y complementaria en función de la formación del médico integral comunitario. Explicar las funciones de los cofactores enzimáticos y su relación con las vitaminas, a partir de sus características estructurales, vinculándolas con los problemas de salud de la comunidad, auxiliándose de la bibliografía básica y complementaria en función de la formación del médico integral comunitario. Explicar los mecanismos moleculares de regulación enzimática a partir de los modelos de regulación alostérica y covalente, auxiliándose de la bibliografía básica y complementaria en función de la formación del médico integral comunitario. Para decir: Al concluir el estudio de los contenidos de la actividad orientadora de hoy serán capaces de: Interpretar el mecanismo molecular de acción general de los biocatalizadores, a partir de las características estructurales y funcionales del centro activo. Explicar el comportamiento de la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas a nivel molecular, teniendo en cuenta los efectos de los agentes modificadores y su importancia clínica, así como los mecanismos moleculares de regulación enzimática a partir de los modelos de regulación alostérica y covalente. Además de explicar las funciones de los cofactores enzimáticos y su relación con las vitaminas, a partir de sus características estructurales. Cofactores enzimáticos. Vitaminas.

5 CONDICIONES NECESARIAS PARA QUE SE PRODUZCA UNA REACCIÓN QUÍMICA
Que los reactivos se pongan en contacto. Que por su naturaleza química sean capaces de reaccionar. Que choquen sus moléculas con la fuerza suficiente y en la dirección adecuada. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 6. Debemos recordar que para que se produzca una reacción química deben cumplirse ciertas condiciones, como son: Que los reactivos se pongan en contacto. Que por su naturaleza química sean capaces de reaccionar. Que choquen sus moléculas con la fuerza suficiente y en la dirección adecuada. Las reacciones químicas se efectúan a una determinada velocidad, que depende de diversos factores.

6 DIAGRAMA ENERGÉTICO DE LA REACCIÓN
VALORES ENERGÍ A Complejo activado E1 Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 7. En el gráfico se muestra el curso de una reacción química. Las sustancias reaccionantes son A y B, que se transforman en el producto C. Cada una de estas sustancias tiene un nivel energético que se representa con las líneas discontínuas. Las sustancias reaccionantes incrementan su energía en el transcurso de la reacción para formar el complejo activado. La energía que hay que suministrar a las sustancias reaccionantes para formar el complejo activado se denomina energía de activación, representada por delta E1 (ΔE1), la misma actúa como una barrera energética para el desarrollo de la reacción, de ahí que a mayor energía de activación, menor será la velocidad de la reacción y viceversa. La diferencia de energía entre las sustancias reaccionantes y los productos es el valor de la energía de reacción y se representa por delta E 3 (ΔE3). Si el nivel energético de los productos es inferior al de las sustancias reaccionantes, la reacción es exergónica, como la que se representa en la imagen, donde parte de la energía se ha cedido al entorno. Este tipo de reacción se produce de forma espontánea. Cuando el nivel energético de los productos es superior al de las sustancias reaccionantes, la reacción es endergónica, es decir, es necesario suministrar energía para que se produzca la misma. Este tipo de reacción no es espontánea. Existen varios procedimientos para provocar el aumento de la velocidad de la reacción, uno de ellos es la adición de un catalizador. A+B C E3 Curso de la reacción

7 CATALIZADORES Son sustancias que tienen en común la propiedad de aumentar la velocidad de las reacciones químicas, sin que su estructura o concentración se modifique como resultado de la reacción. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 8. Los catalizadores son sustancias de diversa naturaleza que poseen la propiedad de aumentar la velocidad de las reacciones químicas, sin que su estructura o concentración se modifique como resultado de la reacción.

8 FORMA EN QUE ACTÚAN LOS CATALIZADORES
Fijan y concentran sobre su superficie las sustancias reaccionantes y las orientan en el espacio. Interactúan con las sustancias reaccionantes, creando tensiones en su interior, que debilitan sus enlaces de modo que es más fácil romperlos. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 9. Los catalizadores aceleran la velocidad de las reacciones realizando los siguientes efectos: Fijan y concentran sobre su superficie las sustancias reaccionantes y las orientan en el espacio. Interactúan con las sustancias reaccionantes, creando tensiones en su interior, que debilitan sus enlaces de modo que es más fácil romperlos.

9 CATALIZADORES ENZIMAS
Abióticos. Su actividad generalmente no está relacionada con los seres vivos, entre los que encontramos: platino, níquel, ácido sulfúrico e hidróxido de sodio entre otros. Bióticos o biocatalizadores. ENZIMAS Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 10. Los catalizadores son de dos tipos: Catalizadores abióticos o no biológicos, que son aquellos que su actividad generalmente no está relacionada con los seres vivos, entre los que encontramos: platino, níquel, ácido sulfúrico e hidróxido de sodio entre otros y Los catalizadores bióticos o biocatalizadores, que son aquellos sintetizados por los seres vivos. Estos son proteínas especializadas denominadas enzimas, aunque debemos señalar que existen ácidos ribonucleicos con actividad enzimática, que se denominan ribozimas. Las enzimas son catalizadores generalmente de naturaleza proteica, específicos, versátiles, de gran eficiencia catalítica y susceptibles de ser regulados en su actividad. Se define como eficiencia catalítica, la relación entre la velocidad de la reacción catalizada y la no catalizada. Orientaremos a continuación cada uno de los tipos. Naturaleza proteica. Específicas. Versátiles. Gran eficiencia catalítica. Actividad susceptible de regulación.

10 COMPARACIÓN ENTRE CATALIZADORES
ABIÓTICOS BIÓTICOS Menor complejidad estructural (metales, sales, ácidos o bases) Mayor complejidad estructural Mayor especificidad Menor especificidad Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 11. Observen la comparación entre los catalizadores abióticos y los bióticos: En su estructura, los abióticos presentan menor complejidad ya que generalmente son metales, sales, ácidos o bases, mientras que los bióticos son proteínas con estructura tridimensional compleja. Con relación a su especificidad, la de los abióticos es menor ya que solo tienen algún grado de especificidad en cuanto al tipo de reacción que catalizan, por ejemplo: el ión permanganato se utiliza en reacciones de oxidación. En cambio los bióticos son específicos sobre el sustrato que actúa y el tipo de reacción que catalizan. Con respecto a su eficiencia catalítica, los abióticos poseen menor eficiencia, mientras que los bióticos muestran elevada eficiencia catalítica. Las enzimas producen un aumento de la velocidad de la reacción generalmente hasta un millón de veces. Menor eficiencia catalítica Mayor eficiencia catalítica

11 DIAGRAMA ENERGÉTICO DE LA REACCIÓN NORMAL Y CATALIZADA
VALORES ENERGÍ A Reacción no catalizada E1 Reacción catalizada E2 Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 12. En la imagen se muestra el gráfico de los cambios de energía durante el curso de la misma reacción química, sin catalizar y luego catalizada. Observen ahora que la energía de activación de la reacción catalizada delta E dos (ΔE2) es mucho menor que la energía de activación de la reacción no catalizada ΔE1. La velocidad de la reacción se acelera considerablemente, ya que la barrera energética es menor en este caso, es decir, los biocatalizadores al disminuir la energía de activación aumentan la velocidad de la reacción. En la imagen delta E tres (ΔE3) representa el valor de la energía de reacción, que es la diferencia de energía entre las sustancias reaccionantes y los productos. Como se aprecia claramente, la energía de reacción es la misma, es decir, la presencia de un catalizador no la modifica. A continuación orientaremos la forma en que las enzimas o biocatalizadores actúan para acelerar la velocidad de las reacciones. A+B C E3 Curso de la reacción

12 MECANISMO BÁSICO DE ACCIÓN DE LAS ENZIMAS
ES E P Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 13. El mecanismo básico de acción de las enzimas consta de dos etapas: Etapa 1 o de unión, en que se une la sustancia reaccionante o sustrato a la enzima y Etapa 2 o de transformación, en que se modifica el sustrato convirtiéndose en producto. En la primera etapa ocurre el reconocimiento molecular entre la enzima y el sustrato, observen la doble flecha que representa que esta etapa es reversible en la reacción catalizada enzimáticamente. Etapa de transformación Etapa de unión

13 CENTRO ACTIVO Es una concavidad o hendidura en la superficie de las proteínas enzimáticas donde el sustrato se une por fuerzas no covalentes de forma específica. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 14. La existencia del complejo enzima sustrato y el hecho de que la mayoría de los sustratos tienen un tamaño varias veces menor que la enzima, implican que la enzima solo se pone en contacto con el sustrato en una pequeña parte de su estructura denominada centro activo.

14 ESTRUCTURA DEL CENTRO ACTIVO
- -CH3 -OH + Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 15. En la imagen se representa una enzima destacándose el centro activo. Observen su forma tridimensional definida y su tamaño comparativamente pequeño con relación a la molécula de la enzima. En su estructura se distinguen varios componentes, cada uno participa en la catálisis de forma diferente: Eje o esqueleto peptídico, formado por la parte monótona de la cadena polipeptídica, es decir el eje covalente. Grupos de ambientación, que son las cadenas laterales de naturaleza apolar de aminoácidos que se encuentran en el centro activo, los que impiden la entrada de agua al centro activo y refuerzan las interacciones débiles entre la enzima y el sustrato. Grupos de fijación, que son cadenas laterales de aminoácidos que presentan grupos funcionales capaces de establecer interacciones con el sustrato. Estos tres componentes participan en la unión de la enzima con el sustrato, determinada por dos factores principales; La complementariedad estérica o espacial entre la conformación del centro activo y la estructura del sustrato y La complementariedad química entre los grupos del centro activo y los del sustrato. También forman parte de la estructura del centro activo: Grupos catalíticos, que son cadenas laterales de aminoácidos que participan de forma directa en la transformación del sustrato. Entre los que cumplen con mayor frecuencia esta función están el grupo imidazol de la histidina y el hidroxilo de la serina.

15 FACTORES QUE MODIFICAN LA ESTRUCTURA DEL CENTRO ACTIVO
Modificadores de la distribución eléctrica del centro activo, como el pH del medio. Análogos estructurales a los sustratos no susceptibles de ser transformados. Sustancias capaces de reaccionar específicamente con grupos del centro activo y modificarlo. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 20. Entre los factores que modifican la estructura del centro activo y por lo tanto su función se encuentran los: Modificadores de la distribución eléctrica del centro activo, aquellos que cambian las cargas eléctricas de sus grupos ionizables, ejemplo de ello es el pH del medio, otros actúan como análogos estructurales a los sustratos, que se unen al centro activo pero no son transformados por la enzima, por ejemplo algunos inhibidores. Además existen sustancias capaces de reaccionar específicamente con grupos del centro activo y modificarlo.

16 CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS SEGÚN SU COMPOSICIÓN QUÍMICA
Simples. cuando están formadas sólo por la proteína enzimática. Compuestas o conjugadas. cuando están unidas a otra sustancia que se denomina cofactor Holoenzima = Apoenzima + Cofactor Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 21. Existen diversos criterios de clasificación de las enzimas. Atendiendo a su composición pueden ser: Simples, cuando están formadas sólo por la proteína enzimática y Compuestas o conjugadas cuando están unidas a otra sustancia que se denomina cofactor. En este caso la parte proteica de la enzima se le denomina apoenzima y a la enzima completa holoenzima. Es decir, la holoenzima está formada por la unión de la apoenzima con el cofactor.

17 CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS
Oxidorreductasas. Transferasas. Hidrolasas. Liasas. Isomerasas. Ligasas. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 22. Otra clasificación, muy utilizada es la que tiene en cuenta la especificidad de acción. Atendiendo a la misma se distinguen las: Oxidorreductasas, que son las que catalizan reacciones de oxidorreducción o sea la transferencia de electrones o sus equivalentes entre un donante y un aceptor. Transferasas, son las que transfieren un grupo químico que no sea electrones o sus equivalentes entre un donante y un aceptor. Hidrolasas, que catalizan la ruptura de un enlace covalente mediante la incorporación de moléculas de agua, y otras como las Liasas. Isomerasas y Ligasas. Estos contenidos deben estudiarlos siguiendo las orientaciones del CD de la asignatura. La velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas se modifica bajo la acción de diferentes factores que orientaremos a continuación.

18 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CINETICA ENZIMATICA
Concentración de enzimas. Concentración de sustrato. Concentración de cofactores. Temperatura. pH del medio. Presencia de activadores. Presencia de inhibidores. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 23. La cinética enzimática estudia el comportamiento de la velocidad de las reacciones catalizadas por las enzimas y su modificación debido a la presencia de agentes físicos o químicos. Los factores que modifican la velocidad de la reacción catalizada enzimáticamente son los siguientes: Concentración de enzimas. Concentración de sustrato. Concentración de cofactores. Temperatura. Concentración de hidrogeniones o su expresión en forma de pH. Presencia de activadores y Presencia de inhibidores. Es necesario puntualizar que cuando se estudia en el laboratorio uno de estos factores, el resto debe permanecer constante. Debemos precisar algunos aspectos para abordar el estudio de dichos factores.

19 Velocidad de reacción:
Cantidad de sustrato que se transforma en producto en la unidad de tiempo. Velocidad inicial de la reacción: Es la velocidad de la reacción cuando aún no se ha consumido el 10 % del sustrato inicial. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 24. La velocidad de reacción es la cantidad de sustrato que se transforma en producto en la unidad de tiempo. En el estudio de la cinética enzimática se utiliza la velocidad inicial, que es la velocidad de la reacción cuando aún no se ha consumido el 10 % del sustrato inicial. A continuación orientaremos algunas características de los factores que influyen en la cinética enzimática.

20 CONCENTRACIÓN DE ENZIMA
Velocidad Inicial Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 25. Observen en la imagen cómo a medida que aumenta la concentración de enzima, aumenta de forma directa y proporcional la velocidad inicial de la reacción, lo que se debe al aumento del número de centros activos útiles unidos al sustrato. Esta característica es muy importante, ya que se utiliza en los laboratorios clínicos para determinar la concentración de algunas enzimas en sangre y otros líquidos o tejidos corporales, midiendo la velocidad con la cual se transforma un sustrato. Ejemplo de ello es la determinación de las transaminasas. Concentración de enzima

21 CONCENTRACIÓN DE SUSTRATO
V máxima Velocidad Inicial Vmáx/2 Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 26. Observen en la imagen cómo a medida que aumenta la concentración de sustrato, la velocidad inicial de la reacción aumenta, al principio marcadamente y luego el aumento de la velocidad se hace menor, hasta que se alcanza una concentración de sustrato a partir de la cual no sigue aumentando. En este punto la enzima alcanza su velocidad máxima y se debe a que todos los centros activos útiles se encuentran ocupados por moléculas de sustrato. La enzima está ahora saturada. La concentración de sustrato es importante, ya que su estudio define dos parámetros cinéticos de la actividad enzimática: La velocidad máxima y La constante de Michaelis, que se representa por Km, que es la concentración de sustrato en que la enzima alcanza la mitad de la velocidad máxima. Analizaremos a continuación el significado de ambos. Km Concentración de sustrato

22 PARÁMETROS CINÉTICOS VELOCIDAD MÁXIMA: CONSTANTE DE MICHAELIS:
Refleja la capacidad catalítica total de la enzima. Se relaciona con la etapa de transformación del mecanismo básico de acción de las enzimas. CONSTANTE DE MICHAELIS: Representa una medida de la afinidad de la enzima por el sustrato. Se relaciona con la etapa de unión del mecanismo básico de acción de las enzimas. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 27. La velocidad máxima se alcanza cuando las moléculas de sustrato se han unido a todos los centros activos de las moléculas de la enzima, que se satura por el sustrato. La velocidad de la reacción en ese momento depende de la capacidad que tenga la enzima de transformar el sustrato, es decir, refleja la capacidad catalítica total de la enzima. La velocidad máxima se relaciona con la etapa de transformación del mecanismo básico de acción de las enzimas. En cambio, la constante de Michaelis representa una medida de la afinidad de la enzima por el sustrato, de forma que mientras mayor sea la afinidad, menor será el valor de la Km. La Km se relaciona con la etapa de unión del mecanismo básico de acción de las enzimas. La concentración de cofactores tiene un comportamiento similar a la de sustrato, deben estudiarlo siguiendo las orientaciones del CD.

23 TEMPERATURA Temperatura Velocidad Inicial Primer Trimestre.
Orientadora 5. Diapositiva 28. Observen en la imagen como a medida que aumenta la temperatura, aumenta la velocidad de la reacción enzimática, ya que aumenta la energía del sistema, pero como las enzimas son proteínas, llega un valor de temperatura en que la enzima comienza a desnaturalizarse, con lo que cae bruscamente la velocidad inicial. Temperatura

24 EFECTO DEL pH pH óptimo pH Velocidad Inicial Primer Trimestre.
Orientadora 5. Diapositiva 29. La concentración de iones hidrógeno o su expresión en forma de pH influye sobre la velocidad de la reacción catalizada enzimáticamente, ya que modifica el estado de disociación de los grupos químicos presentes en la enzima, con lo que puede modificarse tanto la etapa de unión como la de transformación. En valores extremos de pH puede incluso desnaturalizarse la enzima. El valor de pH en que la enzima manifiesta su mayor actividad catalítica se denomina pH óptimo y es característico para cada enzima. pH óptimo pH

25 EFECTO DE ACTIVADORES E INHIBIDORES
Estimulan la actividad catalítica. INHIBIDORES: Son sustancias que disminuyen la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas. Pueden ser: Competitivos. No competitivos. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 30. Los activadores son pequeñas moléculas que estimulan la actividad enzimática y no participan en la reacción propiamente. En cambio los inhibidores son sustancias que disminuyen la velocidad y pueden ser, entre otros: Competitivos y No competitivos. Orientaremos a continuación algunas características de los mismos.

26 INHIBICIÓN COMPETITIVA
Sustrato Enzima Producto Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 31. En la inhibición competitiva el inhibidor es similar estructuralmente al sustrato, por lo que puede unirse al centro activo e incluso en algunas ocasiones ser transformado por el mismo. El efecto sobre la reacción enzimática es un aumento de la constante de Michaelis, es decir la disminución de la afinidad de la enzima por el sustrato mientras que la velocidad máxima se conserva igual. La inhibición competitiva es muy utilizada en la práctica médica, por ejemplo, las sulfamidas compiten con el ácido para-aminobenzoico en la síntesis de la pared bacteriana, por lo que se utilizan como antibióticos. Otro ejemplo es la utilización del etanol en el tratamiento de la intoxicación accidental por metanol o alcohol de madera. Deben profundizar este contenido siguiendo las orientaciones del CD de la asignatura. Inhibidor

27 INHIBICIÓN NO COMPETITIVA
Sustrato Producto Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 32. En la inhibición no competitiva el inhibidor no tiene similitud estructural con el sustrato. En este caso no se une al centro activo, sino a un sitio distinto, provocando un cambio de conformación de la enzima que hace que ya el centro activo, al cambiar su forma no transforme al sustrato. El efecto sobre la reacción enzimática es una disminución de la velocidad máxima y se mantiene constante la Km. Estudiaremos a continuación los cofactores, sustancias que forman parte de la estructura de muchas enzimas. Complejo Enzima Sustrato Inhibidor Inhibidor

28 COFACTORES Sustancias de carácter no proteico y bajo peso molecular; son moléculas o iones imprescindibles para la acción catalítica de muchas enzimas. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 33. Los cofactores constituyen la parte no proteica del sistema enzimático, son moléculas o iones imprescindibles para la acción catalítica de muchas enzimas.

29 FORMAS DE ACTUACIÓN DE LOS COFACTORES
Contribuyen a la unión entre la enzima y el sustrato. Estabilizan la enzima en su conformación más activa. Constituyen frecuentemente el grupo catalítico principal. Son transportadores intraenzimáticos o interenzimáticos en la reacción catalizada. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 34. Los cofactores actúan de varias formas pues: Contribuyen a la unión entre la enzima y el sustrato. Estabilizan la enzima en su conformación más activa. Constituyen frecuentemente el grupo catalítico principal. Son transportadores intraenzimáticos o interenzimáticos en la reacción catalizada. Como observarán a continuación, existen varios tipos.

30 TIPOS DE COFACTORES Inorgánicos Orgánicos Mg2+ Zn2+ Ca2+ Fe2+ Mn2+ K+
Grupos Prostéticos Coenzimas Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 35. Los cofactores se clasifican en: Inorgánicos, entre los que se encuentran cationes como el magnesio, zinc, calcio, hierro, manganeso y potasio y Los orgánicos, que a su vez se dividen en: Grupos prostéticos si se encuentran firmemente unidos a la proteína enzimática y.. Coenzimas, cuando se unen a la enzima mediante interacciones débiles, lo que permite su separación con relativa facilidad. Deben profundizar en el estudio de los cofactores siguiendo las orientaciones del CD de la asignatura, enfatizando en las funciones de los piridín nucleótidos, los flavín nucleótidos, la coenzima A y el ATP. Como las condiciones del medio varían, el organismo debe regular la velocidad de las reacciones catalizadas enzimáticamente.

31 REGULACIÓN Pasar de un estado de reposo a actividad y viceversa.
Cuando un sistema o proceso es capaz de variar su comportamiento como respuesta a los cambios que se producen en su entorno, de forma que la respuesta directa o indirectamente, tiende a modificar el estimulo volviendo a la situación inicial, se dice que este sistema o proceso está regulado. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 36. La regulación como proceso consiste en variar el estado de un sistema en respuesta a los cambios del medio, o lo que es igual; la capacidad que tienen los organismos de aumentar o modificar la velocidad de reacciones catalizadas por las enzimas, ante un estímulo.

32 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE REGULACIÓN
SEÑAL ESTÍMULO RECEPTOR Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 37. Los sistemas de regulación están constituidos por los siguientes componentes: La señal, que es una variación originada por interacción con el medio o por su propia actividad. Cuando la señal alcanza determinada intensidad se convierte en estímulo, que es captado por proteínas receptoras específicas. El receptor cambia su conformación tridimensional y activa una proteína llamada transductora, que actúa sobre el efector para producir una respuesta que se opone a la variación del medio. En muchas ocasiones, entre el transductor y el efector se dispone un mecanismo llamado amplificador, por medio del cual la respuesta es mucho mayor que el estímulo original que lo causó. TRANSDUCTOR Efector Respuesta Amplificador

33 MECANISMOS DE REGULACIÓN ENZIMÁTICA
Mecanismos que modifican la cantidad de enzimas: Inducción. Represión. Mecanismos que modifican la actividad enzimática: Modificación alostérica. Modificación covalente. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 38. Las formas básicas de la regulación enzimática se manifiestan por variación en la cantidad o la actividad de las enzimas. Existen dos mecanismos básicos que producen modificaciones en la cantidad de enzimas, conocidos como inducción y represión. Y los que modifican la actividad son la regulación alostérica y la modificación covalente. Orientaremos a continuación la modificación alostérica.

34 MODIFICACIÓN ALOSTÉRICA
Mecanismo por el cual una sustancia denominada efector alostérico se une a la enzima en un lugar llamado sitio alostérico, mediante interacciones débiles y provoca cambios conformacionales, que modifican la velocidad de la reacción. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 39. La modificación alostérica es el mecanismo por el cual una sustancia denominada efector alostérico se une a la enzima en un sitio llamado sitio alostérico, mediante interacciones débiles y provoca cambios conformacionales, que modifican la velocidad de la reacción. Cuando el efector alostérico produce un aumento de la velocidad se le llama efector alostérico positivo o activador alostérico, mientras que cuando ocurre lo contrario se le llama efector alostérico negativo o inhibidor alostérico. Tengan presente que la unión de los efectores a la enzima es por interacciones débiles y por lo tanto es reversible. Estas sustancias son productos del propio metabolismo.

35 Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 40. En la modificación alostérica, la enzima posee dos estados conformacionales: Estado tenso, representado por la letra T, en que no se une al sustrato y no tiene actividad catalítica y El estado relajado, representado por la letra R, en que se une al sustrato y si tiene actividad catalítica.

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37 Modificación Alostérica Final
VIDEO Modificación Alostérica Final Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 40A. En la animación se muestra como el efector alostérico positivo estabiliza la forma R o activa de la enzima.

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39 CARACTERÍSTICAS DE LAS ENZIMAS ALOSTÉRICAS
Son proteínas oligoméricas de elevado peso molecular Existen en varios estados conformacionales interconvertibles y con afinidad diferente para cada uno de sus ligandos. Los cambios conformacionales en una subunidad se comunican en mayor o menor grado al resto de las subunidades. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 41. Las enzimas alostéricas presentan las siguientes características: Son proteínas oligoméricas de elevado peso molecular. Existen en varios estados conformacionales interconvertibles y con afinidad diferente para cada uno de sus ligandos y Los cambios conformacionales en una subunidad se comunican al resto de las subunidades.

40 MODIFICACIÓN COVALENTE
Es el mecanismo mediante el cual la unión por enlace covalente de un grupo químico a la enzima, le provoca un cambio conformacional que produce una variación de las velocidad de reacción. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 42. La modificación covalente es el mecanismo mediante el cual la unión de un grupo químico a la enzima por enlace covalente, le provoca un cambio conformacional que produce una variación de la velocidad de reacción.

41 CARACTERÍSTICAS DE LA MODIFICACIÓN COVALENTE
Se modifica la composición de la enzima, que conduce a un cambio conformacional secundario y modificación de la actividad. Menor rapidez que la modificación alostérica. Puede acompañarse del fenómeno de amplificación. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 43. La modificación covalente presenta las siguientes características: Modificación de la composición de la enzima, que conduce a un cambio conformacional secundario y de su actividad. Existen dos estados de composición diferente, por adición o eliminación de un grupo químico que se une covalentemente a la enzima. Menor rapidez que la modificación alostérica y Puede acompañarse del fenómeno de amplificación.

42 CONCLUSIONES. Las enzimas aceleran la velocidad de las reacciones disminuyendo la energía de activación y su mecanismo básico de acción consta de dos etapas, la de unión y la de transformación. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 44. En la actividad orientadora de hoy arribamos a las siguientes conclusiones. Las enzimas aceleran la velocidad de las reacciones disminuyendo la energía de activación y su mecanismo básico de acción consta de dos etapas, la de unión y la de transformación.

43 La estructura tridimensional del centro activo y sus cargas eléctricas determinan la especificidad de sustrato y de acción de las enzimas. Existen factores que influyen en la velocidad de la reacción enzimática, modificando la estructura de la enzima y en particular de su centro activo, aspecto de gran importancia en la práctica médica. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 45. La estructura tridimensional del centro activo y sus cargas eléctricas determinan la especificidad de sustrato y de acción de las enzimas. Existen factores que influyen en la velocidad de la reacción enzimática, modificando la estructura de la enzima y en particular de su centro activo, aspecto de gran importancia en la práctica médica.

44 Las formas básicas de regulación enzimática se manifiestan por variación en la cantidad, ya sea por inducción o represión y por variación en su actividad, como la regulación alostérica y covalente. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 46. Las formas básicas de regulación enzimática se manifiestan por variación en la cantidad, ya sea por inducción o represión y por variación en su actividad, como la regulación alostérica y covalente.

45 Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 47. En la actividad de hoy orientamos los biocatalizadores o enzimas, muchas de las cuales se encuentran formando parte de las membranas biológicas, cuya estructura y funciones serán objeto de estudio de la próxima actividad.

46 República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio de Educación Superior. Programa Nacional de Formación de Medicina Integral Comunitaria. Primer Trimestre. Orientadora 5. Diapositiva 48. Grupo Asesor de Diseño. 2006.