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Como      producto     de    las
    reacciones     metabólicas se
    originan sustancias de desecho




•    ENTROPÍA: Tendencia al desorden en los componentes de un sistema.
•    El desorden de su estructura es mínima pues usan energia producida por las reacciones
     metabólicas para mantenerla ordenada.
•Aquello que ocupa espacio

•Aquello que constituye la sustancia del   •Inactivo
universo físico                            •Quieto
                                           •Estático
•Todo lo que el hombre ve, toca o
siente, es materia.

• Y también de lo que él mismo está
constituido.

• La  palabra   deriva       del   latín
"mater", madre.

•Cada       uno     de     sus   estados
(sólido, líquido y gaseoso) puede pasar
a los otros a diferentes temperaturas.

•Cualquiera que sea su forma, está
formada por lo mismo: átomos.
El estudio científico del
origen de la vida se relaciona
con el concepto filosófico de
        ABIOGÉNESIS




       Es la generación de
         vida a partir de
         materia inerte
Es la generación de vida
a partir de materia inerte
ARISTÓTELES             FRANCESCO REDI
   La hipótesis de la
Generación Espontánea La hipótesis de la BIOGÉNESIS
 plantea que la vida se  plantea que la vida solo
   puede originar de       proviene de la vida.
   materiales inertes
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                           Primero en demostrar la
                           falsedad de la Teoría de la
Generación de vida a       “Generación Espontánea".
partir de materia inerte
• CRONOLOGÍA
•   ARISTÓTELES - Antigua Grecia
•    JEAN BAPTISTE VAN HELMONT-Mediados del siglo 17
•   1668 FRANCESCO REDI
•   1675 ANTON VAN LEEUWENHOEK
•   1745 JOHN NEEDHAM
•   1767 LAZZARO SPALLANZANI
•   1862 LOUIS PASTEUR
•   CREACIONISTA
•   LA PANSPERMIA, SVANTE ARRHENIUS
•   OPARIN – HALDANE Hipótesis Heterotrófica
•   STANLEY MILLER- UREY
•   BIG-BANG GE0RGE GAMOW 1948
Puso una camisa sudada con algunos granos de cereal
en un lugar oscuro durante 21 días, al cabo de los cuales
obtuvo ratones provenientes del principio activo, que
era el sudor.
       Aunque explicaba el origen de los animales
inferiores no explicaba el de los animales superiores
como el hombre.
¿Quién la postuló?                             Empezó a demostrar la
                                               falsedad de la teoría de la
Francisco Redi 1668                            “Generación Espontánea".


Postulados de la Teoría
        La BIOGÉNESIS es aquella teoría en la que la vida
solamente se origina de una vida preexistente.
Todos los organismos visibles surgen sólo de gérmenes del mismo
tipo y nunca de materia inorgánica.
        Si la vida alguna vez se originó de materia inorgánica, tuvo
que aparecer en la forma de una célula organizada, ya que la
investigación científica ha establecido a la célula como la unidad
más simple y pequeña de vida independiente visible.
EXPERIMENTO DE FRANCESCO REDI
1675
                        Inventor del Microscopio



• Observó microorganismos en el agua de lluvia
(1745)
Calentó líquidos como caldo de pollo, y jugo de
vegetales, los colocó en tubos de ensayo que no estaban
debidamente sellados, ya que según su teoría, se
necesitaba aire para que esto se llevara a cabo y los
calentó nuevamente para destruir los microorganismos
preexistentes.
Al cabo de un tiempo observó colonias de
microorganismos sobre la superficie y concluyó
que se generaban espontáneamente a partir de la
materia no viva.
1767
• Descubrió que si hervía el caldo de carne en un
  matraz y luego sellaba el cuello de éste, no se
  desarrollaba ningún microorganismo.
• Según él, Needham no utilizó la temperatura
  adecuada para destruir los microorganismos y los
  partidarios de la GE alegaron que con la ebullición
  prolongada se había destruido el Principio Activo.
• Spallanzani no diseñó otro experimento que
  permitiera la entrada de aire no contaminado
  por       microorganismos          a      los
  matraces, abriendo camino a Pasteur.
NEEDHAM VS SALLANZANI
1862
• Sostenía que los microorganismos no sólo eran la
  causa de enfermedades en los seres humanos y los
  animales sino que originaban la descomposición y el
  cambio de los materiales orgánicos como el caldo
  nutritivo y se planteó la siguiente hipótesis:
“Si la Generación Espontánea necesita del
  contacto entre el caldo y el aire
  fresco, entonces al hervir el caldo y ponerlo en
  contacto con el aire, aún debe generar
  microorganismos”
1862
• Colocó caldo de carne en un matraz y lo hirvió
  hasta esterilizarlo, luego estiró el cuello del
  matraz y le dio forma de “S” o de Cisne, de
  forma que el aire pasara, pero los
  microorganismos quedaran atrapados en el
  largo y encorvado cuello del matraz, evitando
  así la contaminación del caldo. Después de
  varios meses, se examinó el caldo del matraz
  en forma de “S” y no mostró signo de
  microorganismos.
EXPERIMENTO DE LOUIS PASTEUR
1862
• Las                investigaciones             de
  Luís Pasteur, demostraron definitivamente lo
  ilusorio que era el propio “hecho” de un
  surgimiento súbito de los seres vivos, aun los
  más elementales, a partir de materiales inertes.
  Quedó establecido con absoluta certeza que
  todos los hallazgos previos de casos de
  generación       espontánea        habían    sido
  simplemente         el     fruto    de    errores
  metodológicos, de un planteamiento incorrecto
  de los experimentos o de una interpretación
  superficial de los mismos.”
• Su     descubrimiento
  más conocido es el
  proceso      conocido
  como:
  PASTEURIZACIÓN,
  mediante el cual se
  eliminan las bacterias
  patógenas por medio
  de la aplicación de
  calor.
• Hasta principios del siglo pasado el pensamiento científico, muy
  influenciado por los preceptos religiosos de la época, se centraba en que
  los seres vivos no evolucionaban, si aparecían o desaparecían era como
  consecuencia de la acción divina, esta se basaba en la Teoría Fijista o
  Creacionista. El poco desarrollo de la ciencia y la tecnología impedían al
  pensamiento humano no entender los procesos naturales que ocurrían a
  su alrededor.
• Esta teoría sostiene que los seres vivos se agrupan en una escala
  creciente de perfección; de la piedra a la planta, de la planta al
  animal, del animal al hombre y que las especies no cambian en sus
  caracteres esenciales ni en el tiempo ni en el espacio ya que fueron
  creados por Dios.
• El pensamiento cristiano heredó y reforzó estas ideas creacionistas de la
  ciencia antigua hasta el punto que el arzobispo anglicano James Hussher
  llegó a establecer que el momento en que se había iniciado la Creación
  fue el 23 de octubre del año 4.004 a.C. a las 9 de la mañana.
Significa: germina en cualquier sitio
• Arrhenius químico suizo teorizó que las esporas de las bacterias
  podían haber sido empujadas a través del espacio hasta llegar a la
  tierra.
   El mayor inconveniente de esta teoría es que no resuelve el problema
  inicial de cómo surgió la vida, sino que se limita a mover la
  responsabilidad del origen a otro lugar.

• Otra objeción a la panspermia es que las bacterias no sobrevivirían a
  las altísimas temperaturas y las fuerzas involucradas en un impacto
  contra la Tierra, aunque no se ha llegado aún a posiciones
  concluyentes en este punto (ni a favor ni en contra), pues se conocen
  algunas especies de bacterias extremófilas capaces de soportar
  condiciones de radiación, temperatura y presión extremas que hacen
  pensar que la vida pudiera adquirir formas insospechadamente
  resistentes.
PANSPERMIA
HIPÓTESIS, según la
cual en las condiciones
de la Tierra primitiva se
habían        producido
reacciones      químicas
que condujeron a la
formación             de
compuestos orgánicos a
partir de inorgánicos,
que      posteriormente
originaron las primeras
formas de vida.
Una atmósfera de esa
naturaleza        debió
promover la síntesis
química. Conforme la
Tierra se enfrió, buena
parte del vapor se
condensó para formar
los mares primitivos.
Atmósfera Reductora: carente de oxigeno molecular


• Principia con el origen de la Tierra hace unos
  4,600 millones de años.
• Que la atmósfera primitiva era reductora
  , quizá con altas concentraciones de metano
  (CH4), vapor de agua(H2O), amoniaco (NH3) y
  algo de hidrógeno (H2). Una atmósfera de esa
  naturaleza debió promover la síntesis química.
  Conforme la Tierra se enfrió, buena parte del
  vapor se condensó para formar los mares
  primitivos.
•Estaba a favor de la existencia del “ coacervado“, una
     acumulación de gotas en ese caldo primitivo que podía
     metabolizar, o sea intercambiar materia y energía con el medio
     ambiente, y competir con otras gotitas para sobrevivir
     , reuniendo más gotitas o utilizando la energía del caldo orgánico
     para mantenerse unidas .

     •Oparin realizó una serie de experiencias con soluciones acuosas
     de polímeros que tendían espontáneamente a separarse y formar
     coacervados, gotitas de estos polímeros suspendidas en el medio
     acuoso. Probó varias combinaciones de polímeros biológicos que
     evolucionaban a coacervados: hidrato de carbono y proteína (
     goma arábiga e histona );proteína y ácido nucleico (histona y
     ADN o ARN ).
•
Las experiencias de Oparin demostraron que de sustancias poco
complejas, como son la goma arábiga y la gelatina, se podían obtener
vesículas (microesferas), las cuales propuso que eran heterotróficas
alimentándose de la abundante materia orgánica que se hallaba en el
océano para aquel momento.
• Formularon una HIPÓTESIS, según la cual en las
  condiciones de la Tierra primitiva se habían producido
  reacciones químicas que condujeron a la formación de
  compuestos orgánicos a partir de inorgánicos, que
  posteriormente originaron las primeras formas de vida.

• Independientemente habían observado que si se
  calentaban moléculas orgánicas básicas tales como
  aminoácidos, estos se organizaban espontáneamente
  para formar membranas que reaccionaban a estímulos
  del medio ambiente, llamados coacervados.
•
• Miller, quien fue discípulo del premio Nobel Harold
  Urey (University of Chicago), dispuso un aparato de
  Tesla que producía pequeñas cargas eléctricas en el
  interior de un sistema cerrado que contenía
  metano, amoniaco, vapor de agua y un poco de
  hidrógeno gaseoso. Los resultados de esa
  estimulación enérgica de una atmósfera parecida a la
  de la Tierra primitiva fueron asombrosos. Se
  formaron diversas moléculas orgánicas entre las que
  se destacaron cetonas, aldehídos y ácidos, pero
  lo más importante de todo fue que se sintetizaron
  aminoácidos. Dado que las proteínas son
  indispensables para la estructura y el funcionamiento
  de las células vivas.
• Diseñaron un aparato en el que simularon algunas
  condiciones de la atmósfera de la Tierra primitiva.

• Obtuvieron materiales orgánicos (aminoácidos y
  compuestos orgánicos complejos) al someter a
  grandes y prolongadas descargas eléctricas a una
  mezcla de gases que se suponía se encontraban en la
  atmósfera primitiva del planeta (gas metano, vapor
  de agua, dióxido de carbono, amoniaco, acido nítrico
  e hidrógeno, carente de oxígeno molecular), para
  proponer que la materia orgánica se había originado
  en el planeta.
• El Big Bang es el nombre que se le da a una teoría
  que intenta dar una explicación para el
  nacimiento del universo a través de un gran
  estallido o explosión, tal como lo indica su
  nombre.
• La explosión producida en el Big Bang se produjo
  en un punto infinitamente denso y caliente.
  Luego de ésta explosión, las partículas
  comenzaron a separarse rápidamente las unas de
  las otras.
• Debido a los principios de la teoría del Big Bang se
  comprende que los componentes del universo
  constantemente se están separando. Lo anterior
  podría indica que en el pasado estos elementos
  estaban más cerca que en el día de hoy, por lo tanto,
  si retrocedemos en el tiempo en forma considerable,
  entonces, es posible concluir que toda la materia se
  encontraba junta en algún momento. A este
  momento se le llama punto matemático o
  singularidad, que en aquel momento se configuraba
  como una bola de fuego que posteriormente pasaría
  a formar la Gran explosión o Big Bang.
BIG- BANG
EL AGUA
Por lo cual se le
  dificulta cambiar de
  estado dentro del          ALTA CONDUCTIBILIDAD ELÉCTRICA
  cuerpo

                                                         ALTO CALOR ESPECIFICO
ALTO PUNTO DE EBULLICIÓN Y
   ALTO PUNTO DE FUSIÓN                                               Se requiere
                                                                      mucho calor
                                                                      para calentar
                                                                      el agua




  Capacidad de           TENSIÓN SUPERFICIAL ALTA
  mantenerse
  ionizada
                                                      DENSIDAD CARACTERÍSTICA 1 g/cc
ALTA CONSTANTE DIELÉCTRICA

                              Lo que facilita su
                              ascensión a través de
                              capilares.
Es el medio            de
transporte de          las
sustancias desde        el         DISOVENTE DE SUSTANCIAS
exterior al interior   del           Es el solvente universal
organismo
                                                                  BIOQUÍMICA
               TRANSORTE
                                                                           Interviene en
                                                                           diversas
                                                                           reacciones
                                                                           químicas




                       FUNCIÓN ESTRUCTURAL



                                                     TERMO-REGULADORA
                                                     Debido al calor específico y
                                                     vaporización elevados.
METABOLISMO
•
             LA REACCION QUÍMICA
    Una reacción química es todo proceso
    químico en el cual una o más sustancias
    (llamadas reactivos), por efecto de un
    factor energético, se transforman en
    otras sustancias llamadas productos.
    A la representación simbólica de las
    reacciones se les llama ecuaciones
    químicas.
    De manera más sencilla, una reacción
    química es un proceso por el cual una o
    más sustancias, llamadas reactivos, se
    transforman en otra u otras sustancias
    con propiedades diferentes, llamadas
    productos.
    En una reacción química, los enlaces
    entre los átomos que forman los
    reactivos se rompen. Entonces, los
    átomos se reorganizan de otro
    modo, formando nuevos enlaces y dando
    lugar a a una o más sustancias diferentes
    a las iniciales.
LA REACCIÓN QUÍMICA
SIMBOLOGÍA UTILIZADA EN LAS REACCIONES O
 ECUACIONES QUÍMICAS
Una reacción química se representa mediante una ecuación
química. Para leer o escribir una ecuación química, se deben
seguir las siguientes reglas:
Las fórmulas de los reactivos se escriben a la izquierda, y las
de los productos a la derecha, separadas ambas por una flecha
que indica el sentido de la reacción.
A cada lado de la reacción, es decir, a derecha y a izquierda de
la flecha, debe existir el mismo número de átomos de cada
elemento. Estas son las partes de una ecuación o reacción
química.
SÍMBOLOS USADOS EN LAS ECUACIONES
QUÍMICAS
+ Se usa para separar dos reactivos o dos productos
Flecha hacia la derecha:
Se usa para separar los reactivos de los productos. Y
significa da lugar o produce.
Flecha hacia la izquierda debajo de una flecha hacia la
derecha: indica que la reacción es reversible. Si la ecuación
solo tiene una flecha hacia la derecha la reacción es
irreversible.
Flecha hacia arriba: se desprende un producto gaseoso.
grupo de
reacciones    químicas     que
suceden en el organismo para
mantener el orden celular.
De acuerdo al metabolismo los
organismos pueden ser:
            utilizan la energía
lumínica y la transforman
energía química.
                transforman la
energía química para su
funcionamiento.
Son reacciones químicas y
cambios energéticos que se
efectúan en las células vivas.
El     metabolismo     puede
dividirse en:



 Se refiere a la degradación
de moléculas complejas en
moléculas sencillas. Ejemplo:
la    respiración     y    la
fermentación.


Síntesis y elaboración de
nuevas moléculas complejas a
partir    de otras sencillas.
Ejemplo: la fotosíntesis.
La célula viva se asemeja a una industria
  química donde miles de reacciones ocurren
  dentro de un espacio, en este caso, un
  espacio microscópico.
  Por ejemplo, los azúcares son convertidos
  en aminoácidos y viceversa. El glucógeno es
  ensamblado a partir de miles de moléculas
  de glucosas; las proteínas a partir de
  aminoácidos. Por otro lado, estos polímeros
  serán hidrolizados cuando las necesidades
  de la células así lo requieran.
• Las vías anabólicas o reacciones químicas
  del anabolismo, son las que consumen
  energía para construir moléculas de mayor
  tamaño a partir de moléculas más simples.
LOS PROCESOS
ANABÓLICOS
Son procesos metabólicos de
construcción, en los que se
obtienen moléculas grandes a
partir de otras más pequeñas. En
estos procesos se consume
energía. Los seres vivos utilizan
estas reacciones para formar, por
ejemplo, proteínas a partir de
aminoácidos. Mediante los
procesos anabólicos se crean las
moléculas necesarias para formar
nuevas células.
LOS PROCESOS
CATABÓLICOS
son procesos metabólicos de
degradación, en los que las moléculas
grandes, que proceden de los alimentos
o de las propias reservas del
organismo, se transforman en otras más
pequeñas. En los procesos catabólicos
se produce energía. Una parte de esta
energía no es utilizada directamente por
las células, sino que se almacena
formando unas moléculas especiales.
Estas moléculas contienen mucha
energía y se utilizan cuando el
organismo las necesita. En el
catabolismo se produce, por ejemplo, la
energía que tus células musculares
utilizan para contraerse, la que se
emplea para mantener la temperatura
de tu cuerpo, o la que se consume en
los procesos anabólicos.
•Son aquéllas donde se degradan       •Son aquéllas donde se sintetizan nuevas
compuestos a moléculas más            moléculas a partir de precursores.
pequeñas.
•Son Exotérmicas o Exergónicas,       • Son Endotérmicas o Endergónicas porque
porque       liberan       energía.    requieren energía (NO liberan calor al medio
 (Liberan calor al medio)             sino que lo toman de el)
•Sus    reactivos    son  moléculas   • Sus reactivos son moléculas simples.
complejas.
•Sus productos son moléculas          •Sus productos son moléculas complejas.
simples.
•Son espontáneas.                     •No son espontáneas.
Respiración: donde al oxidar la Fotosíntesis: necesita de la energía lumínica
glucosa se libera la energía para para que ocurra la síntesis de glucosa.
realizar   las  funciones  vitales. La Síntesis Proteica es un proceso anabólico
Fermentación y Glucólisis.          porque a partir de aminoácidos (precursores)
                                    se generan las proteínas.
•   El metabolismo se basa en el acoplamiento de
    reacciones anabólicas y catabólicas para manejar de la
    manera mas óptima la energía, con la finalidad de
    mantener la estructura molecular del organismo.
•   La energía producida por el metabolismo es guardada
    en una MOLÉCULA a través de una reacción
    endergonica, en la cual a un nucleótido de adenina con
    dos grupos fosfatos (ADP, adenosin difosfato) se le une
    un tercer fosfato, creando un enlace de alta energía y
    dando origen a la MOLÉCULA DE ATP (Adenosin
    trifosfato)
                   energía
    ADP + Pi                 ATP

    Ese tercer enlace se mantiene hasta que la célula
    requiere energía, entonces la molécula sufre una
    reacción catabólica y libera la energía contenida en ella

    ADP + Pi               ATP + Pi + E

•   A veces el ultimo grupo fosfato del ATP puede ser
    pasado a un compuesto orgánico, se dice entonces que
    se fosforila. La posición donde se ha colocado el fosfato
    se indica con un número delante de la palabra fosfato;
    por ejemplo la glucosa -6- fosfato tiene un grupo
    fosfato en su carbono numero seis.
sustancia
química simple o compuesta, que
modifica la velocidad de la
reacción química, interviniendo
en ella sin llegar a ser parte de
los productos resultantes de la
misma.

                 son     proteínas
catalizadoras     de    reacciones
químicas, es decir, las faciliten al
disminuir     la     energía     de
activación.
Son específicos para una determinada Aceleran       cualquier               reacción
reacción química o para un grupo de inespecíficamente
reacciones químicas o para un sustrato o
grupo de sustratos
Son proteínas mayoritariamente               Son sustancias      simples   finamente
(ARN ribosomas, con función enzimática)      divididas.

Son saturables                               No son saturables
Son altamente eficaces (son eficaces en Son medianamente eficaces
bajas concentraciones)
Puede ser regulada su actividad catalítica   No pueden ser reguladas
Son termolábiles y su actividad puede No son termolábiles ni se alteran con
variar también con el PH del medio    cambios de PH
Proceso mediante el cual
se aumenta o disminuye
la velocidad de una
reacción química.


           Es una sustancia química, simple o
           compuesta     que     modifica    la
           velocidad    en     una    reacción
           química, interviniendo en ello pero
           sin llegar a ser parte de los
           productos resultantes de la misma.
El nombre de enzima, que fue
                                propuesto en 1867 por el fisiólogo
                                alemán     Wilhelm Kühne (1837-
                                1900), deriva de la frase griega en
                                zymç, que significa "en fermento".

• SON PROTEÍNAS CATALIZADORAS DE
  LAS REACCIONES QUÍMICAS.
• Sustancia proteínica que producen
  las células y que actúa como
  catalizador en los procesos del
  metabolismo.
• Sustancias orgánicas especializadas
  compuestas por polímeros de
  aminoácidos (proteínas), que actúan
  como      catalizadores     en    el
  metabolismo de los seres vivos. Con
  su acción, regulan la velocidad de
  muchas      reacciones      químicas
  implicadas en este proceso.
Son proteínas catalizadoras de reacciones
químicas, es decir las facilitan al disminuir la
energía de activación.

 – Especificidad de acción: Son muy
   especificas para las reacciones que
   catalizan. Ej: Pepsina-Proteínas.
 – Son proteínas por lo tanto responden a
   todas las características de las mismas
 – Son biológicas.
 – Influyen sólo en la velocidad de reacción
   sin alterar el estado de equilibrio.
 – Actúan en pequeñas cantidades.
 – Forman un complejo reversible con el
   sustrato.
 – No se consumen en la reacción, pudiendo
   actuar una y otra vez.
 – Muestran especificidad por el sustrato.
 – Su producción está directamente
   controlada por genes.
Las enzimas son proteínas que tienen un alto grado de
 especificidad, ya que cada una de ellas actúa exclusivamente en
 una determinada reacción y sobre un determinado sustrato.




                         Cuando una enzima actúa
solo sobre grupos químicos específicos.
                           acepta solo un tipo de
sustrato.
                              llevan a cabo una
reacción específica, independiente del sustrato
Sin duda que la especificidad de la acción
enzimática es lo más misterioso de su conducta
biológica. Todavía más si se piensa en que están
controladas por el genoma, lo que significa que es
una especificidad adquirida a través de la
evolución. El genoma produce exactamente las
enzimas que se requieren.

El mecanismo de formación del complejo
enzima-sustrato implica no solamente que, para
cada caso considerado en sí mismo, la enzima
actúa específicamente sobre su sustrato; sino
que implica también que existen proteínas
controladas genéticamente que presentan la
disposición universal de actuar en presencia de
un sustrato determinado -y sólo de ese sustrato-
y también de una manera determinada. O
sea, hay una Información biológica.
Colágeno en la piel; queratina en pelo, uñas y cuernos                Estructural

                 Actina y miosina en los músculos                      Movimiento ó contráctil

                          Anticuerpos                                        Defensa
         Albúmina en el huevo; Zeatina en granos de maíz                  Almacenamiento

Hormona del crecimiento; insulina, que regula el azúcar en la sangre         Hormonas

          Enzimas, cientos diferentes en cada organismo                     Catalizadora

        Hemoglobina y mioglobina que transportan oxigeno                   Transportadora
(Ea).
• En       las      reacciones
  espontáneas      se    libera
  energía. Sin embargo, el
  comienzo de la reacción
  requiere un aporte inicial
  de energía. Esta energía
  inicial que hay que
  suministrar a los reactantes
  para que la reacción
  transcurra      se     llama
  ENERGÍA DE ACTIVACIÓN
  (Ea). Cuanto menor es la Ea
  más fácilmente transcurre
  la reacción.
Las enzimas son catalizadores especialmente eficaces, ya que
disminuyen la Ea aún más que los catalizadores inorgánicos. Por
Ejemplo, la descomposición del agua oxigenada (H2O2) para dar
H2O y O2 puede ocurrir sin catalizador, con un enzima específica
(catalasa).
EMIL FISHER
   1894



         Las enzimas son muy específicas, como sugirió Emil
         Fisher en 1894. Con base a sus resultados dedujo que
         ambas moléculas, enzima y sustrato, poseen
         complementariedad geométrica, es decir, sus estructuras
         encajan exactamente una en la otra, por lo que ha sido
         denominado        como     modelo     de      la   "llave-
         cerradura", refiriéndose a la enzima como a una especie
         de cerradura y al sustrato como a una llave que encaja
         de forma perfecta en dicha cerradura. Sin embargo, si
         bien este modelo explica la especificidad de las
         enzimas, falla al intentar explicar la estabilización del
         estado de transición que logran adquirir las enzimas.
En 1958 Daniel Koshland sugiere una modificación al modelo
de la llave-cerradura: las enzimas son estructuras bastante flexibles y así el sitio
activo podría cambiar su conformación estructural por la interacción con el
sustrato. Como resultado de ello, la cadena aminoacídica que compone el sitio
activo es moldeada en posiciones precisas, lo que permite a la enzima llevar a
cabo su función catalítica. En algunos casos, como en las glicosidasas, el sustrato
cambia ligeramente de forma para entrar en el sitio activo.[ El sitio activo
continua dicho cambio hasta que el sustrato está completamente
unido, momento en el cual queda determinada la forma y la carga final.
VITAMINAS          FUNCIONES                                                                          Enfermedades carenciales




Algunas vitaminas son      C (acido ascsrbico)        Coenzima de algunas peptidasas. Interviene en la smntesis de colageno              Escorbuto

necesarias para la
actuación de
determinados enzimas, ya B1 (tiamina)                 Coenzima de las descarboxilasas y de las enzima que transfieren grupos aldehidos   Beriberi


que funcionan
como coenzimas que
                                                                                                                                         Dermatitis y lesiones en
intervienen en distintas B2 (riboflavina)             Constituyente de los coenzimas FAD y FMN
                                                                                                                                         las mucosas

rutas metabólicas y , por
ello, una deficiencia en
una vitamina puede         B3 (acido pantotinico)     Constituyente de la CoA
                                                                                                                                         Fatiga y trastornos del
                                                                                                                                         sueqo

originar importantes
defectos                   B5 (niacina)               Constituyente de las coenzimas NAD y NADP                                          Pelagra

metabólicos, como puede
verse en la tabla adjunta: B6 ( piridoxina)           Interviene en las reacciones de transferencia de grupos aminos.                    Depresisn, anemia




                                   B12 (cobalamina)   Coenzima en la transferencia de grupos metilo.                                     Anemia perniciosa




                                                      Coenzima de las enzimas que transfieren grupos carboxilo, en metabolismo de
                                   Biotina                                                                                               Fatiga, dermatitis...
                                                      aminoacidos.
COENZIMAS
Algunas enzimas actúan con la
ayuda de estructuras no
proteicas. En función de su
naturaleza se denominan:
Cofactor. Cuando se trata de
iones o moléculas inorgánicas.
Coenzima. Cuando es una
molécula orgánica. Aquí se puede
señalar, que
muchas vitaminas funcionan
como coenzimas; y realmente las
deficiencias producidas por la
falta de vitaminas responde más
bien a que no se puede sintetizar
una determinada enzima en la
que la vitamina es una coenzima.
y en este caso se le agrega al substrato el sufijo
�asa.
Ejemplo;
Las enzimas que actúan sobre los lípidos reciben el
nombre de lipasas.
Las oxidasas solo actúan catalizando reacciones de
oxidación.

             y en esta caso se le agrega el sufijo
�asa� al nombre de la reacción catalizada.
Ejemplo, Las Oxidasas, que son las enzimas que
catalizan las reacciones de oxidación . Las
deshidrogenasas que transportan el hidrógeno
desde un sustrato hasta otra enzima o un aceptor
final.
1   OXIDORREDUCTASAS   CAMBIA EL ESTADO DE OXIDACIÓN DE UN COMPUESTO
                       Las más importantes son las deshidrogenasas y las
                       oxidasas.
2     TRANSFERASAS     TRANSFERENCIAS DE GRUPOS FUNCIONALES
                       Ej.: quinasas; transfieren fosfatos del ATP a otra
                       molécula.
3      HIDROLASAS      RUPTURAS HIDROLITICAS
                       Rompen varios tipos de enlaces introduciendo radicales
                       -H y -OH.
4        LIASAS        RUPTURAS DE ENLACES
                       Adicionan grupos funcionales a los dobles enlaces.
5      ISOMERASA       ISOMERIZACION,        REORDENAMIENTO         DE      LA
                       ESTRUCTURA INTERNA DE LA MOLÉCULA-
                       Convierten los sustratos isómeros unos en otros.
6       LIGASAS        FORMACIÓN DE ENLACES ENTRE DOS MOLÉCULAS
                       Forman diversos tipos de enlaces aprovechando la
                       energía de la ruptura del ATP. Ej: polimerasas.
FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA – LAS ENZIMAS se ven afectadas por:
            PH                 Las enzimas presentan un PH óptimo a la cual transforman mayor
                              cantidad de moléculas de sustrato por unidad de tiempo, la
                              mayoría de las enzimas presentan un PH óptimo cerca de 7. La
                              pepsina presente en los jugos gástricos tiene un PH óptimo ácido.
                              Cuando la temperatura está por encima de 50 º C, las enzimas se
       TEMPERATURA            DESNATURALIZAN, ya que se rompe su estructura celular y pierden
                              funcionabilidad. La temperatura óptima de una enzima es la mas
                              alta temperatura en la cual las reacciones son aceleradas sin que se
                              inactive la enzima. Temperaturas superiores o inferiores a la
                              temperatura óptima producen una disminución de la velocidad de
                              reacción. En el hombre la Temp. Óptima está entre 30 y 40ºC.
                              A mayor concentración de la enzima o del sustrato mayor es la
  CONCENTRACIÓN DE LA         velocidad de reacción enzimática. Sin embargo, hay un punto límite
                              después del cual, la velocidad de la reacción permanece igual.
 ENZIMA Y DEL SUSTRATO
                              Si el sustrato no se halla bien disgregado, la enzima tardara mucho
  TAMAÑO DEL SUSTRATO         mas en poder catalizar la reacción que si se halla en un tamaño
                              adecuado y encaja fácilmente en el centro activo.
      PRESENCIA DE            Hay ciertas sustancias, compuestos o iones que inhiben la actividad
                              enzimática hasta detenerla. Las drogas, fármacos y ciertos venenos
      MODULADORES
                              inhiben la actividad enzimática hasta detenerla o activarla según
      O INHIBIDORES           sea la necesidad del cuerpo.
    LOS CAMBIOS DE            Aumentan la velocidad de la reacción, debido a que la enzima se
                              adapta al sustrato.
ESTRUCTURA DE LA ENZIMA
MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS
             INHIBIDORES
Los inhibidores son
moléculas que regulan
la actividad
enzimática, inhibiendo
su actividad Los
inhibidores
competitivos se unen
reversiblemente a la
enzima, evitando la
unión del sustrato. Por
otro lado, la unión del
sustrato evita la unión
del inhibidor. Así
pues, sustrato e
inhibidor compiten por
la enzima.
USO DE LO0S INHIBIDORES
               ENZIMÁTICOS
• Debido a que los inhibidores
  modulan la función de las
  enzimas, suelen ser utilizados como
  fármacos. Un típico ejemplo de un
  inhibidor que es utilizado como
  fármaco es la aspirina, la cual inhibe
  enzimas implicadas en la síntesis
  de un intermediario
  inflamatorio, las prostaglandinas, co
  n lo que suprime, el dolor y
  la inflamación. Otros inhibidores
  enzimáticos actúan como venenos.
  Por ejemplo, el cianuro es un
  inhibidor irreversible que se une a
  los átomos de hierro y cobre en el
  sitio activo de la citocromo c
  oxidasa de
  células animales (las plantas son
  resistentes al cianuro), bloqueando
  así la respiración celular.
APLICACIONES
INDUSTRIALES
 BIOTECNOLOGÍA:
 Aplicación de principios
 científicos y de ingeniería
 para el procesamiento de
 material biológico con el
 fin de obtener productos y
 servicios que demanda la
 sociedad.
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El origen de la vida
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El Origen De La Vida
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El Origen De La Vida
 
Teorias del origen de la vida 8° basico
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las principales teorías del origen de la vida
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Present origen de la vida y enzimas

  • 1.
  • 2.
  • 3. Como producto de las reacciones metabólicas se originan sustancias de desecho • ENTROPÍA: Tendencia al desorden en los componentes de un sistema. • El desorden de su estructura es mínima pues usan energia producida por las reacciones metabólicas para mantenerla ordenada.
  • 4. •Aquello que ocupa espacio •Aquello que constituye la sustancia del •Inactivo universo físico •Quieto •Estático •Todo lo que el hombre ve, toca o siente, es materia. • Y también de lo que él mismo está constituido. • La palabra deriva del latín "mater", madre. •Cada uno de sus estados (sólido, líquido y gaseoso) puede pasar a los otros a diferentes temperaturas. •Cualquiera que sea su forma, está formada por lo mismo: átomos.
  • 5. El estudio científico del origen de la vida se relaciona con el concepto filosófico de ABIOGÉNESIS Es la generación de vida a partir de materia inerte
  • 6. Es la generación de vida a partir de materia inerte
  • 7. ARISTÓTELES FRANCESCO REDI La hipótesis de la Generación Espontánea La hipótesis de la BIOGÉNESIS plantea que la vida se plantea que la vida solo puede originar de proviene de la vida. materiales inertes
  • 8. A R R I E S D T I O T E L E s Primero en demostrar la falsedad de la Teoría de la Generación de vida a “Generación Espontánea". partir de materia inerte
  • 9.
  • 10. • CRONOLOGÍA • ARISTÓTELES - Antigua Grecia • JEAN BAPTISTE VAN HELMONT-Mediados del siglo 17 • 1668 FRANCESCO REDI • 1675 ANTON VAN LEEUWENHOEK • 1745 JOHN NEEDHAM • 1767 LAZZARO SPALLANZANI • 1862 LOUIS PASTEUR • CREACIONISTA • LA PANSPERMIA, SVANTE ARRHENIUS • OPARIN – HALDANE Hipótesis Heterotrófica • STANLEY MILLER- UREY • BIG-BANG GE0RGE GAMOW 1948
  • 11. Puso una camisa sudada con algunos granos de cereal en un lugar oscuro durante 21 días, al cabo de los cuales obtuvo ratones provenientes del principio activo, que era el sudor. Aunque explicaba el origen de los animales inferiores no explicaba el de los animales superiores como el hombre.
  • 12. ¿Quién la postuló? Empezó a demostrar la falsedad de la teoría de la Francisco Redi 1668 “Generación Espontánea". Postulados de la Teoría La BIOGÉNESIS es aquella teoría en la que la vida solamente se origina de una vida preexistente. Todos los organismos visibles surgen sólo de gérmenes del mismo tipo y nunca de materia inorgánica. Si la vida alguna vez se originó de materia inorgánica, tuvo que aparecer en la forma de una célula organizada, ya que la investigación científica ha establecido a la célula como la unidad más simple y pequeña de vida independiente visible.
  • 14. 1675 Inventor del Microscopio • Observó microorganismos en el agua de lluvia
  • 15. (1745) Calentó líquidos como caldo de pollo, y jugo de vegetales, los colocó en tubos de ensayo que no estaban debidamente sellados, ya que según su teoría, se necesitaba aire para que esto se llevara a cabo y los calentó nuevamente para destruir los microorganismos preexistentes. Al cabo de un tiempo observó colonias de microorganismos sobre la superficie y concluyó que se generaban espontáneamente a partir de la materia no viva.
  • 16. 1767 • Descubrió que si hervía el caldo de carne en un matraz y luego sellaba el cuello de éste, no se desarrollaba ningún microorganismo. • Según él, Needham no utilizó la temperatura adecuada para destruir los microorganismos y los partidarios de la GE alegaron que con la ebullición prolongada se había destruido el Principio Activo. • Spallanzani no diseñó otro experimento que permitiera la entrada de aire no contaminado por microorganismos a los matraces, abriendo camino a Pasteur.
  • 18. 1862 • Sostenía que los microorganismos no sólo eran la causa de enfermedades en los seres humanos y los animales sino que originaban la descomposición y el cambio de los materiales orgánicos como el caldo nutritivo y se planteó la siguiente hipótesis: “Si la Generación Espontánea necesita del contacto entre el caldo y el aire fresco, entonces al hervir el caldo y ponerlo en contacto con el aire, aún debe generar microorganismos”
  • 19. 1862 • Colocó caldo de carne en un matraz y lo hirvió hasta esterilizarlo, luego estiró el cuello del matraz y le dio forma de “S” o de Cisne, de forma que el aire pasara, pero los microorganismos quedaran atrapados en el largo y encorvado cuello del matraz, evitando así la contaminación del caldo. Después de varios meses, se examinó el caldo del matraz en forma de “S” y no mostró signo de microorganismos.
  • 21. 1862 • Las investigaciones de Luís Pasteur, demostraron definitivamente lo ilusorio que era el propio “hecho” de un surgimiento súbito de los seres vivos, aun los más elementales, a partir de materiales inertes. Quedó establecido con absoluta certeza que todos los hallazgos previos de casos de generación espontánea habían sido simplemente el fruto de errores metodológicos, de un planteamiento incorrecto de los experimentos o de una interpretación superficial de los mismos.”
  • 22. • Su descubrimiento más conocido es el proceso conocido como: PASTEURIZACIÓN, mediante el cual se eliminan las bacterias patógenas por medio de la aplicación de calor.
  • 23.
  • 24. • Hasta principios del siglo pasado el pensamiento científico, muy influenciado por los preceptos religiosos de la época, se centraba en que los seres vivos no evolucionaban, si aparecían o desaparecían era como consecuencia de la acción divina, esta se basaba en la Teoría Fijista o Creacionista. El poco desarrollo de la ciencia y la tecnología impedían al pensamiento humano no entender los procesos naturales que ocurrían a su alrededor. • Esta teoría sostiene que los seres vivos se agrupan en una escala creciente de perfección; de la piedra a la planta, de la planta al animal, del animal al hombre y que las especies no cambian en sus caracteres esenciales ni en el tiempo ni en el espacio ya que fueron creados por Dios. • El pensamiento cristiano heredó y reforzó estas ideas creacionistas de la ciencia antigua hasta el punto que el arzobispo anglicano James Hussher llegó a establecer que el momento en que se había iniciado la Creación fue el 23 de octubre del año 4.004 a.C. a las 9 de la mañana.
  • 25. Significa: germina en cualquier sitio • Arrhenius químico suizo teorizó que las esporas de las bacterias podían haber sido empujadas a través del espacio hasta llegar a la tierra. El mayor inconveniente de esta teoría es que no resuelve el problema inicial de cómo surgió la vida, sino que se limita a mover la responsabilidad del origen a otro lugar. • Otra objeción a la panspermia es que las bacterias no sobrevivirían a las altísimas temperaturas y las fuerzas involucradas en un impacto contra la Tierra, aunque no se ha llegado aún a posiciones concluyentes en este punto (ni a favor ni en contra), pues se conocen algunas especies de bacterias extremófilas capaces de soportar condiciones de radiación, temperatura y presión extremas que hacen pensar que la vida pudiera adquirir formas insospechadamente resistentes.
  • 27. HIPÓTESIS, según la cual en las condiciones de la Tierra primitiva se habían producido reacciones químicas que condujeron a la formación de compuestos orgánicos a partir de inorgánicos, que posteriormente originaron las primeras formas de vida. Una atmósfera de esa naturaleza debió promover la síntesis química. Conforme la Tierra se enfrió, buena parte del vapor se condensó para formar los mares primitivos.
  • 28. Atmósfera Reductora: carente de oxigeno molecular • Principia con el origen de la Tierra hace unos 4,600 millones de años. • Que la atmósfera primitiva era reductora , quizá con altas concentraciones de metano (CH4), vapor de agua(H2O), amoniaco (NH3) y algo de hidrógeno (H2). Una atmósfera de esa naturaleza debió promover la síntesis química. Conforme la Tierra se enfrió, buena parte del vapor se condensó para formar los mares primitivos.
  • 29. •Estaba a favor de la existencia del “ coacervado“, una acumulación de gotas en ese caldo primitivo que podía metabolizar, o sea intercambiar materia y energía con el medio ambiente, y competir con otras gotitas para sobrevivir , reuniendo más gotitas o utilizando la energía del caldo orgánico para mantenerse unidas . •Oparin realizó una serie de experiencias con soluciones acuosas de polímeros que tendían espontáneamente a separarse y formar coacervados, gotitas de estos polímeros suspendidas en el medio acuoso. Probó varias combinaciones de polímeros biológicos que evolucionaban a coacervados: hidrato de carbono y proteína ( goma arábiga e histona );proteína y ácido nucleico (histona y ADN o ARN ). • Las experiencias de Oparin demostraron que de sustancias poco complejas, como son la goma arábiga y la gelatina, se podían obtener vesículas (microesferas), las cuales propuso que eran heterotróficas alimentándose de la abundante materia orgánica que se hallaba en el océano para aquel momento.
  • 30. • Formularon una HIPÓTESIS, según la cual en las condiciones de la Tierra primitiva se habían producido reacciones químicas que condujeron a la formación de compuestos orgánicos a partir de inorgánicos, que posteriormente originaron las primeras formas de vida. • Independientemente habían observado que si se calentaban moléculas orgánicas básicas tales como aminoácidos, estos se organizaban espontáneamente para formar membranas que reaccionaban a estímulos del medio ambiente, llamados coacervados.
  • 31.
  • 32. • Miller, quien fue discípulo del premio Nobel Harold Urey (University of Chicago), dispuso un aparato de Tesla que producía pequeñas cargas eléctricas en el interior de un sistema cerrado que contenía metano, amoniaco, vapor de agua y un poco de hidrógeno gaseoso. Los resultados de esa estimulación enérgica de una atmósfera parecida a la de la Tierra primitiva fueron asombrosos. Se formaron diversas moléculas orgánicas entre las que se destacaron cetonas, aldehídos y ácidos, pero lo más importante de todo fue que se sintetizaron aminoácidos. Dado que las proteínas son indispensables para la estructura y el funcionamiento de las células vivas.
  • 33. • Diseñaron un aparato en el que simularon algunas condiciones de la atmósfera de la Tierra primitiva. • Obtuvieron materiales orgánicos (aminoácidos y compuestos orgánicos complejos) al someter a grandes y prolongadas descargas eléctricas a una mezcla de gases que se suponía se encontraban en la atmósfera primitiva del planeta (gas metano, vapor de agua, dióxido de carbono, amoniaco, acido nítrico e hidrógeno, carente de oxígeno molecular), para proponer que la materia orgánica se había originado en el planeta.
  • 34.
  • 35. • El Big Bang es el nombre que se le da a una teoría que intenta dar una explicación para el nacimiento del universo a través de un gran estallido o explosión, tal como lo indica su nombre. • La explosión producida en el Big Bang se produjo en un punto infinitamente denso y caliente. Luego de ésta explosión, las partículas comenzaron a separarse rápidamente las unas de las otras.
  • 36. • Debido a los principios de la teoría del Big Bang se comprende que los componentes del universo constantemente se están separando. Lo anterior podría indica que en el pasado estos elementos estaban más cerca que en el día de hoy, por lo tanto, si retrocedemos en el tiempo en forma considerable, entonces, es posible concluir que toda la materia se encontraba junta en algún momento. A este momento se le llama punto matemático o singularidad, que en aquel momento se configuraba como una bola de fuego que posteriormente pasaría a formar la Gran explosión o Big Bang.
  • 39. Por lo cual se le dificulta cambiar de estado dentro del ALTA CONDUCTIBILIDAD ELÉCTRICA cuerpo ALTO CALOR ESPECIFICO ALTO PUNTO DE EBULLICIÓN Y ALTO PUNTO DE FUSIÓN Se requiere mucho calor para calentar el agua Capacidad de TENSIÓN SUPERFICIAL ALTA mantenerse ionizada DENSIDAD CARACTERÍSTICA 1 g/cc ALTA CONSTANTE DIELÉCTRICA Lo que facilita su ascensión a través de capilares.
  • 40. Es el medio de transporte de las sustancias desde el DISOVENTE DE SUSTANCIAS exterior al interior del Es el solvente universal organismo BIOQUÍMICA TRANSORTE Interviene en diversas reacciones químicas FUNCIÓN ESTRUCTURAL TERMO-REGULADORA Debido al calor específico y vaporización elevados.
  • 41.
  • 43. LA REACCION QUÍMICA Una reacción química es todo proceso químico en el cual una o más sustancias (llamadas reactivos), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas. De manera más sencilla, una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias, llamadas reactivos, se transforman en otra u otras sustancias con propiedades diferentes, llamadas productos. En una reacción química, los enlaces entre los átomos que forman los reactivos se rompen. Entonces, los átomos se reorganizan de otro modo, formando nuevos enlaces y dando lugar a a una o más sustancias diferentes a las iniciales.
  • 44. LA REACCIÓN QUÍMICA SIMBOLOGÍA UTILIZADA EN LAS REACCIONES O ECUACIONES QUÍMICAS Una reacción química se representa mediante una ecuación química. Para leer o escribir una ecuación química, se deben seguir las siguientes reglas: Las fórmulas de los reactivos se escriben a la izquierda, y las de los productos a la derecha, separadas ambas por una flecha que indica el sentido de la reacción. A cada lado de la reacción, es decir, a derecha y a izquierda de la flecha, debe existir el mismo número de átomos de cada elemento. Estas son las partes de una ecuación o reacción química. SÍMBOLOS USADOS EN LAS ECUACIONES QUÍMICAS + Se usa para separar dos reactivos o dos productos Flecha hacia la derecha: Se usa para separar los reactivos de los productos. Y significa da lugar o produce. Flecha hacia la izquierda debajo de una flecha hacia la derecha: indica que la reacción es reversible. Si la ecuación solo tiene una flecha hacia la derecha la reacción es irreversible. Flecha hacia arriba: se desprende un producto gaseoso.
  • 45. grupo de reacciones químicas que suceden en el organismo para mantener el orden celular. De acuerdo al metabolismo los organismos pueden ser: utilizan la energía lumínica y la transforman energía química. transforman la energía química para su funcionamiento.
  • 46. Son reacciones químicas y cambios energéticos que se efectúan en las células vivas. El metabolismo puede dividirse en: Se refiere a la degradación de moléculas complejas en moléculas sencillas. Ejemplo: la respiración y la fermentación. Síntesis y elaboración de nuevas moléculas complejas a partir de otras sencillas. Ejemplo: la fotosíntesis.
  • 47. La célula viva se asemeja a una industria química donde miles de reacciones ocurren dentro de un espacio, en este caso, un espacio microscópico. Por ejemplo, los azúcares son convertidos en aminoácidos y viceversa. El glucógeno es ensamblado a partir de miles de moléculas de glucosas; las proteínas a partir de aminoácidos. Por otro lado, estos polímeros serán hidrolizados cuando las necesidades de la células así lo requieran. • Las vías anabólicas o reacciones químicas del anabolismo, son las que consumen energía para construir moléculas de mayor tamaño a partir de moléculas más simples.
  • 48.
  • 49. LOS PROCESOS ANABÓLICOS Son procesos metabólicos de construcción, en los que se obtienen moléculas grandes a partir de otras más pequeñas. En estos procesos se consume energía. Los seres vivos utilizan estas reacciones para formar, por ejemplo, proteínas a partir de aminoácidos. Mediante los procesos anabólicos se crean las moléculas necesarias para formar nuevas células.
  • 50. LOS PROCESOS CATABÓLICOS son procesos metabólicos de degradación, en los que las moléculas grandes, que proceden de los alimentos o de las propias reservas del organismo, se transforman en otras más pequeñas. En los procesos catabólicos se produce energía. Una parte de esta energía no es utilizada directamente por las células, sino que se almacena formando unas moléculas especiales. Estas moléculas contienen mucha energía y se utilizan cuando el organismo las necesita. En el catabolismo se produce, por ejemplo, la energía que tus células musculares utilizan para contraerse, la que se emplea para mantener la temperatura de tu cuerpo, o la que se consume en los procesos anabólicos.
  • 51.
  • 52. •Son aquéllas donde se degradan •Son aquéllas donde se sintetizan nuevas compuestos a moléculas más moléculas a partir de precursores. pequeñas. •Son Exotérmicas o Exergónicas, • Son Endotérmicas o Endergónicas porque porque liberan energía. requieren energía (NO liberan calor al medio (Liberan calor al medio) sino que lo toman de el) •Sus reactivos son moléculas • Sus reactivos son moléculas simples. complejas. •Sus productos son moléculas •Sus productos son moléculas complejas. simples. •Son espontáneas. •No son espontáneas. Respiración: donde al oxidar la Fotosíntesis: necesita de la energía lumínica glucosa se libera la energía para para que ocurra la síntesis de glucosa. realizar las funciones vitales. La Síntesis Proteica es un proceso anabólico Fermentación y Glucólisis. porque a partir de aminoácidos (precursores) se generan las proteínas.
  • 53. El metabolismo se basa en el acoplamiento de reacciones anabólicas y catabólicas para manejar de la manera mas óptima la energía, con la finalidad de mantener la estructura molecular del organismo. • La energía producida por el metabolismo es guardada en una MOLÉCULA a través de una reacción endergonica, en la cual a un nucleótido de adenina con dos grupos fosfatos (ADP, adenosin difosfato) se le une un tercer fosfato, creando un enlace de alta energía y dando origen a la MOLÉCULA DE ATP (Adenosin trifosfato) energía ADP + Pi ATP Ese tercer enlace se mantiene hasta que la célula requiere energía, entonces la molécula sufre una reacción catabólica y libera la energía contenida en ella ADP + Pi ATP + Pi + E • A veces el ultimo grupo fosfato del ATP puede ser pasado a un compuesto orgánico, se dice entonces que se fosforila. La posición donde se ha colocado el fosfato se indica con un número delante de la palabra fosfato; por ejemplo la glucosa -6- fosfato tiene un grupo fosfato en su carbono numero seis.
  • 54.
  • 55.
  • 56. sustancia química simple o compuesta, que modifica la velocidad de la reacción química, interviniendo en ella sin llegar a ser parte de los productos resultantes de la misma. son proteínas catalizadoras de reacciones químicas, es decir, las faciliten al disminuir la energía de activación.
  • 57. Son específicos para una determinada Aceleran cualquier reacción reacción química o para un grupo de inespecíficamente reacciones químicas o para un sustrato o grupo de sustratos Son proteínas mayoritariamente Son sustancias simples finamente (ARN ribosomas, con función enzimática) divididas. Son saturables No son saturables Son altamente eficaces (son eficaces en Son medianamente eficaces bajas concentraciones) Puede ser regulada su actividad catalítica No pueden ser reguladas Son termolábiles y su actividad puede No son termolábiles ni se alteran con variar también con el PH del medio cambios de PH
  • 58. Proceso mediante el cual se aumenta o disminuye la velocidad de una reacción química. Es una sustancia química, simple o compuesta que modifica la velocidad en una reacción química, interviniendo en ello pero sin llegar a ser parte de los productos resultantes de la misma.
  • 59. El nombre de enzima, que fue propuesto en 1867 por el fisiólogo alemán Wilhelm Kühne (1837- 1900), deriva de la frase griega en zymç, que significa "en fermento". • SON PROTEÍNAS CATALIZADORAS DE LAS REACCIONES QUÍMICAS. • Sustancia proteínica que producen las células y que actúa como catalizador en los procesos del metabolismo. • Sustancias orgánicas especializadas compuestas por polímeros de aminoácidos (proteínas), que actúan como catalizadores en el metabolismo de los seres vivos. Con su acción, regulan la velocidad de muchas reacciones químicas implicadas en este proceso.
  • 60. Son proteínas catalizadoras de reacciones químicas, es decir las facilitan al disminuir la energía de activación. – Especificidad de acción: Son muy especificas para las reacciones que catalizan. Ej: Pepsina-Proteínas. – Son proteínas por lo tanto responden a todas las características de las mismas – Son biológicas. – Influyen sólo en la velocidad de reacción sin alterar el estado de equilibrio. – Actúan en pequeñas cantidades. – Forman un complejo reversible con el sustrato. – No se consumen en la reacción, pudiendo actuar una y otra vez. – Muestran especificidad por el sustrato. – Su producción está directamente controlada por genes.
  • 61. Las enzimas son proteínas que tienen un alto grado de especificidad, ya que cada una de ellas actúa exclusivamente en una determinada reacción y sobre un determinado sustrato. Cuando una enzima actúa solo sobre grupos químicos específicos. acepta solo un tipo de sustrato. llevan a cabo una reacción específica, independiente del sustrato
  • 62. Sin duda que la especificidad de la acción enzimática es lo más misterioso de su conducta biológica. Todavía más si se piensa en que están controladas por el genoma, lo que significa que es una especificidad adquirida a través de la evolución. El genoma produce exactamente las enzimas que se requieren. El mecanismo de formación del complejo enzima-sustrato implica no solamente que, para cada caso considerado en sí mismo, la enzima actúa específicamente sobre su sustrato; sino que implica también que existen proteínas controladas genéticamente que presentan la disposición universal de actuar en presencia de un sustrato determinado -y sólo de ese sustrato- y también de una manera determinada. O sea, hay una Información biológica.
  • 63. Colágeno en la piel; queratina en pelo, uñas y cuernos Estructural Actina y miosina en los músculos Movimiento ó contráctil Anticuerpos Defensa Albúmina en el huevo; Zeatina en granos de maíz Almacenamiento Hormona del crecimiento; insulina, que regula el azúcar en la sangre Hormonas Enzimas, cientos diferentes en cada organismo Catalizadora Hemoglobina y mioglobina que transportan oxigeno Transportadora
  • 64. (Ea). • En las reacciones espontáneas se libera energía. Sin embargo, el comienzo de la reacción requiere un aporte inicial de energía. Esta energía inicial que hay que suministrar a los reactantes para que la reacción transcurra se llama ENERGÍA DE ACTIVACIÓN (Ea). Cuanto menor es la Ea más fácilmente transcurre la reacción.
  • 65. Las enzimas son catalizadores especialmente eficaces, ya que disminuyen la Ea aún más que los catalizadores inorgánicos. Por Ejemplo, la descomposición del agua oxigenada (H2O2) para dar H2O y O2 puede ocurrir sin catalizador, con un enzima específica (catalasa).
  • 66.
  • 67.
  • 68. EMIL FISHER 1894 Las enzimas son muy específicas, como sugirió Emil Fisher en 1894. Con base a sus resultados dedujo que ambas moléculas, enzima y sustrato, poseen complementariedad geométrica, es decir, sus estructuras encajan exactamente una en la otra, por lo que ha sido denominado como modelo de la "llave- cerradura", refiriéndose a la enzima como a una especie de cerradura y al sustrato como a una llave que encaja de forma perfecta en dicha cerradura. Sin embargo, si bien este modelo explica la especificidad de las enzimas, falla al intentar explicar la estabilización del estado de transición que logran adquirir las enzimas.
  • 69. En 1958 Daniel Koshland sugiere una modificación al modelo de la llave-cerradura: las enzimas son estructuras bastante flexibles y así el sitio activo podría cambiar su conformación estructural por la interacción con el sustrato. Como resultado de ello, la cadena aminoacídica que compone el sitio activo es moldeada en posiciones precisas, lo que permite a la enzima llevar a cabo su función catalítica. En algunos casos, como en las glicosidasas, el sustrato cambia ligeramente de forma para entrar en el sitio activo.[ El sitio activo continua dicho cambio hasta que el sustrato está completamente unido, momento en el cual queda determinada la forma y la carga final.
  • 70.
  • 71.
  • 72. VITAMINAS FUNCIONES Enfermedades carenciales Algunas vitaminas son C (acido ascsrbico) Coenzima de algunas peptidasas. Interviene en la smntesis de colageno Escorbuto necesarias para la actuación de determinados enzimas, ya B1 (tiamina) Coenzima de las descarboxilasas y de las enzima que transfieren grupos aldehidos Beriberi que funcionan como coenzimas que Dermatitis y lesiones en intervienen en distintas B2 (riboflavina) Constituyente de los coenzimas FAD y FMN las mucosas rutas metabólicas y , por ello, una deficiencia en una vitamina puede B3 (acido pantotinico) Constituyente de la CoA Fatiga y trastornos del sueqo originar importantes defectos B5 (niacina) Constituyente de las coenzimas NAD y NADP Pelagra metabólicos, como puede verse en la tabla adjunta: B6 ( piridoxina) Interviene en las reacciones de transferencia de grupos aminos. Depresisn, anemia B12 (cobalamina) Coenzima en la transferencia de grupos metilo. Anemia perniciosa Coenzima de las enzimas que transfieren grupos carboxilo, en metabolismo de Biotina Fatiga, dermatitis... aminoacidos.
  • 73. COENZIMAS Algunas enzimas actúan con la ayuda de estructuras no proteicas. En función de su naturaleza se denominan: Cofactor. Cuando se trata de iones o moléculas inorgánicas. Coenzima. Cuando es una molécula orgánica. Aquí se puede señalar, que muchas vitaminas funcionan como coenzimas; y realmente las deficiencias producidas por la falta de vitaminas responde más bien a que no se puede sintetizar una determinada enzima en la que la vitamina es una coenzima.
  • 74. y en este caso se le agrega al substrato el sufijo �asa. Ejemplo; Las enzimas que actúan sobre los lípidos reciben el nombre de lipasas. Las oxidasas solo actúan catalizando reacciones de oxidación. y en esta caso se le agrega el sufijo �asa� al nombre de la reacción catalizada. Ejemplo, Las Oxidasas, que son las enzimas que catalizan las reacciones de oxidación . Las deshidrogenasas que transportan el hidrógeno desde un sustrato hasta otra enzima o un aceptor final.
  • 75. 1 OXIDORREDUCTASAS CAMBIA EL ESTADO DE OXIDACIÓN DE UN COMPUESTO Las más importantes son las deshidrogenasas y las oxidasas. 2 TRANSFERASAS TRANSFERENCIAS DE GRUPOS FUNCIONALES Ej.: quinasas; transfieren fosfatos del ATP a otra molécula. 3 HIDROLASAS RUPTURAS HIDROLITICAS Rompen varios tipos de enlaces introduciendo radicales -H y -OH. 4 LIASAS RUPTURAS DE ENLACES Adicionan grupos funcionales a los dobles enlaces. 5 ISOMERASA ISOMERIZACION, REORDENAMIENTO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA MOLÉCULA- Convierten los sustratos isómeros unos en otros. 6 LIGASAS FORMACIÓN DE ENLACES ENTRE DOS MOLÉCULAS Forman diversos tipos de enlaces aprovechando la energía de la ruptura del ATP. Ej: polimerasas.
  • 76. FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA – LAS ENZIMAS se ven afectadas por: PH Las enzimas presentan un PH óptimo a la cual transforman mayor cantidad de moléculas de sustrato por unidad de tiempo, la mayoría de las enzimas presentan un PH óptimo cerca de 7. La pepsina presente en los jugos gástricos tiene un PH óptimo ácido. Cuando la temperatura está por encima de 50 º C, las enzimas se TEMPERATURA DESNATURALIZAN, ya que se rompe su estructura celular y pierden funcionabilidad. La temperatura óptima de una enzima es la mas alta temperatura en la cual las reacciones son aceleradas sin que se inactive la enzima. Temperaturas superiores o inferiores a la temperatura óptima producen una disminución de la velocidad de reacción. En el hombre la Temp. Óptima está entre 30 y 40ºC. A mayor concentración de la enzima o del sustrato mayor es la CONCENTRACIÓN DE LA velocidad de reacción enzimática. Sin embargo, hay un punto límite después del cual, la velocidad de la reacción permanece igual. ENZIMA Y DEL SUSTRATO Si el sustrato no se halla bien disgregado, la enzima tardara mucho TAMAÑO DEL SUSTRATO mas en poder catalizar la reacción que si se halla en un tamaño adecuado y encaja fácilmente en el centro activo. PRESENCIA DE Hay ciertas sustancias, compuestos o iones que inhiben la actividad enzimática hasta detenerla. Las drogas, fármacos y ciertos venenos MODULADORES inhiben la actividad enzimática hasta detenerla o activarla según O INHIBIDORES sea la necesidad del cuerpo. LOS CAMBIOS DE Aumentan la velocidad de la reacción, debido a que la enzima se adapta al sustrato. ESTRUCTURA DE LA ENZIMA
  • 77. MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS INHIBIDORES Los inhibidores son moléculas que regulan la actividad enzimática, inhibiendo su actividad Los inhibidores competitivos se unen reversiblemente a la enzima, evitando la unión del sustrato. Por otro lado, la unión del sustrato evita la unión del inhibidor. Así pues, sustrato e inhibidor compiten por la enzima.
  • 78. USO DE LO0S INHIBIDORES ENZIMÁTICOS • Debido a que los inhibidores modulan la función de las enzimas, suelen ser utilizados como fármacos. Un típico ejemplo de un inhibidor que es utilizado como fármaco es la aspirina, la cual inhibe enzimas implicadas en la síntesis de un intermediario inflamatorio, las prostaglandinas, co n lo que suprime, el dolor y la inflamación. Otros inhibidores enzimáticos actúan como venenos. Por ejemplo, el cianuro es un inhibidor irreversible que se une a los átomos de hierro y cobre en el sitio activo de la citocromo c oxidasa de células animales (las plantas son resistentes al cianuro), bloqueando así la respiración celular.
  • 79.
  • 80.
  • 81. APLICACIONES INDUSTRIALES BIOTECNOLOGÍA: Aplicación de principios científicos y de ingeniería para el procesamiento de material biológico con el fin de obtener productos y servicios que demanda la sociedad.