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Definición

Una enzima es un catalizador biológico. Es una proteína que acelera la velocidad de una reacción química específica en la célula. La enzima no se destruye durante la reacción y se utiliza una y otra vez. Una célula contiene miles de diferentes tipos de moléculas de enzimas específicos para cada reacción química particular.

Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores biológicos, acelerando reacciones químicas específicas en los organismos vivos. Son esenciales para la vida, participando en procesos como la digestión, la reparación celular y la producción de energía. 

Características principales de las enzimas:

  • Estructura: Son proteínas complejas, compuestas por aminoácidos. 
  • Función: Aceleran las reacciones químicas sin ser consumidas en el proceso. 
  • Especificidad: Cada enzima suele actuar sobre un sustrato específico, similar a una llave que encaja en una cerradura. 
  • Importancia: Son vitales para la vida, participando en la digestión, la síntesis de moléculas y la regulación de procesos metabólicos. 
  • Nomenclatura: A menudo terminan en "-asa" y su nombre indica el sustrato sobre el que actúan (ej. lactasa actúa sobre la lactosa). 

Ejemplos de enzimas y su función:

  • Amilasa: Descompone el almidón en azúcares más simples.
  • Lactasa: Descompone la lactosa en glucosa y galactosa.
  • Lipasa: Descompone las grasas en ácidos grasos y glicerol.
  • Proteasa: Descompone las proteínas en aminoácidos.
  • ADN polimerasa: Esencial en la replicación del ADN. 

Enfermedades relacionadas con enzimas: 

Algunas enfermedades pueden ser causadas por la falta o mal funcionamiento de ciertas enzimas, como la intolerancia a la lactosa, la fenilcetonuria o la enfermedad de Tay-Sachs. 

En resumen, las enzimas son catalizadores biológicos esenciales para la vida, participando en una amplia gama de procesos metabólicos y siendo cruciales para la salud. 

 

 ___Enzima

Enzimas

Te explicamos qué son las enzimas y su estructura. Además, cómo actúan y cómo se clasifican.

2 min. de lectura

enzimasLas enzimas son proteínas encargadas de catalizar reacciones químicas.

¿Qué son las enzimas?

Las enzimas son moléculas que funcionan acelerando reacciones químicas dentro de los sistemas vivos. Esta actividad se conoce como catálisis. La mayoría de las enzimas son proteínas indispensables para la vida, pues son las responsables de que sucedan todas las transformaciones químicas necesarias para sostener el metabolismo de los organismos vivos, como la degradación de los nutrientes para obtener energía.

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La principal característica de las enzimas es su especificidad, lo que significa que cada enzima particular actúa sobre determinada molécula (llamada sustrato) para transformarla. Por ejemplo, la enzima que rompe el azúcar presente en los lácteos (la lactosa) no puede actuar sobre el azúcar de mesa (la sacarosa), porque son diferentes sustratos.

La primera enzima fue descubierta a mediados del siglo XIX por Anselme Payen y Jean-Francois Persoz. Anteriormente, los experimentos de Louis Pasteur ya habían intuido la presencia de alguna sustancia orgánica “aceleradora” en algunas reacciones dentro de las células.

En la actualidad, las enzimas son ampliamente conocidas, y hasta el momento hay identificadas más de mil enzimas diferentes. Algunas de ellas se aislaron para utilizarlas en actividades industriales (como la producción de ciertos alimentos) o como componentes de productos de limpieza, entre otros usos.

Estructura de las enzimas

Ilustración de una molécula de enzima digestivaLa mayoría de las enzimas son proteínas globulares. [Imagen: tudio Molekuul].

La mayoría de las enzimas son proteínas con una estructura más o menos esférica. Se trata de cadenas de aminoácidos que se pliegan sobre sí mismas hasta conseguir una conformación globular. Pueden tener tamaños muy variables (entre 50 y 3.000 aminoácidos) y dedican una pequeña parte de su estructura exclusivamente a la actividad catalítica. Esta parte se denomina centro activo.

La molécula que se transforma gracias a la reacción química catalizada por una enzima se llama sustrato, y encaja de manera muy precisa en el centro activo. Por ese motivo, se dice que cada enzima es específica de sustrato.

Por ejemplo, la enzima sacarasa se encuentra en el intestino delgado y se encarga de romper la molécula de sacarosa (el azúcar de mesa) en dos moléculas más sencillas. Sin embargo, la sacarasa no puede actuar sobre otros azúcares, como los que se encuentran en la leche (lactosa). Para romper otros carbohidratos, aunque sean parecidos, se necesitan enzimas distintas. En el caso de la lactosa, la enzima encargada de su descomposición es la lactasa.

Algunas enzimas tienen otra parte en la cual se unen pequeñas moléculas, llamadas cofactores. Estas sustancias son necesarias para que la enzima pueda cumplir su función catalítica correctamente. Por ejemplo, ciertas vitaminas funcionan como cofactores enzimáticos. Por esta razón, las deficiencias vitamínicas tienen efectos poco deseables para la salud de las personas.

¿Cómo funcionan las enzimas?

enzimasLa acción de la enzima puede acelerarse con un aumento en los niveles de energía calórica.

Las enzimas actúan reduciendo la energía de activación necesaria para desencadenar las reacciones químicas.

Las sustancias requieren cierta cantidad de energía para alcanzar un estado “activado”, es decir, para estar listas para reaccionar. En presencia de enzimas, la cantidad de energía necesaria para activarlas es menor que en ausencia de ellas. Como resultado, la reacción química acaba ocurriendo a una velocidad mayor.

Las enzimas tienen distintos mecanismos para disminuir la energía de activación. Por ejemplo, pueden crear un ambiente favorable dentro de la estructura enzimática, para que las sustancias a reaccionar se encuentren más fácilmente.

La mayoría de las reacciones que ocurren dentro de los seres vivos necesitan de enzimas que las aceleren. Dentro de las células ocurren cientos de reacciones químicas constantemente, que participan de procesos vitales como la nutrición, la respiración, la reproducción, entre otros. Sin las enzimas, estos procesos no ocurrirían, porque serían demasiado lentos.

Clasificación de las enzimas

enzimasLas enzimas se clasifican en función del tipo de reacción química que catalizan.

Las enzimas se pueden agrupar en función del tipo de reacción química que catalizan de la siguiente manera:

  • Oxidorreductasas. Catalizan reacciones denominadas reacciones redox (o reacciones de óxido-reducción), que involucran la transferencia de electrones o de átomos de hidrógeno de un sustrato a otro. Por ejemplo, la enzima lactato deshidrogenasa (LDH) abunda en los músculos y participa en la metabolización de la glucosa para obtener energía.
  • Transferasas. Catalizan la transferencia de un grupo químico específico (diferente del hidrógeno), de un sustrato a otro. Por ejemplo, la enzima glucoquinasa abunda en el hígado y tiene una función clave en el proceso de obtención de energía química a partir de los alimentos.
  • Hidrolasas. Catalizan reacciones de hidrólisis, esto es, la ruptura de moléculas orgánicas mediante moléculas de agua. Por ejemplo, la enzima lactasa se encuentra en el intestino delgado y rompe en dos partes el azúcar de los lácteos (lactosa).
  • Liasas. Catalizan reacciones de ruptura sin utilizar agua, especialmente sobre enlaces químicos entre átomos de carbono. Por ejemplo, la enzima aldolasa forma parte de las vías metabólicas que degradan carbohidratos dentro de las células (glucólisis).
  • Isomerasas. Catalizan reacciones de conversión de isómeros, que son compuestos con los mismos átomos pero con diferentes organizaciones espaciales. Por ejemplo, la enzima glucosa-6-fosfato isomerasa está presente en numerosos seres vivos.
  • Ligasas. Catalizan reacciones específicas de unión de dos sustratos. Por ejemplo, la enzima piruvato carboxilasa participa en rutas metabólicas de construcción de moléculas complejas a partir de otras más simples (anabolismo).

 

Proteínas: qué son, qué funciones tienen y cuántas necesitamos

15 de marzo de 2023
Proteínas: qué son, qué funciones tienen y cuántas necesitamos
 

Para disfrutar de una buena salud y un sistema inmune que funcione de manera correcta, necesitamos que nuestra alimentación sea sana y equilibrada. Dentro de la alimentación es importante tener una dieta rica en proteínas, pues algo que no debe faltar, dado que tienen muchas funciones de gran importancia para el organismo.

Entre otras funciones, las proteínas ayudan a “fabricar” células, tejidos, hormonas, enzimas, neurotransmisores, catalizadores y un largo etcétera. Además, fortalecen músculos, piel y huesos, realizan la mayor parte del trabajo celular, creando nuevas células y reparando las dañadas.

 

¿Qué son las proteínas?

Las proteínas son moléculas grandes y complejas compuestas por cadenas de miles de unidades más pequeñas denominadas aminoácidos que son esenciales para su formación.

Se pueden distinguir 20 tipos de aminoácidos que se combinan entre sí para dar lugar a una proteína específica. La manera en la que se combinan o lo que es lo mismo, su secuencia, determina la función y la estructura de cada proteína.

Cada célula del organismo tiene proteínas en su interior y es imprescindible incluir en la dieta aminoácidos que posteriormente dan lugar a las proteínas.

Los aminoácidos se clasifican de la siguiente manera:

  • Esenciales: son aquellos que el organismo no puede producir y que han de ser obtenidos de los alimentos. Los podemos extraer de fuentes animales como es el caso del pescado, la carne, la leche. También, pueden proceder de fuentes vegetales como es el caso de la soja, legumbres, trigo, quinoa, nueces…
  • No esenciales: son aquellos que sí que produce el organismo a partir de los aminoácidos esenciales o la descomposición de otras proteínas.
  • Condicionales: son aquellos que son imprescindibles en momentos de enfermedad y estrés.

Clasificación de las proteínas según su valor biológico

Los principales nutrientes para el organismo son las proteínas junto a los carbohidratos y las grasas. Podemos clasificar las proteínas según su valor biológico, en función de lo que aportan y cómo son asimiladas por el organismo. Normalmente, son de alta calidad aquellas que contienen mayor cantidad de aminoácidos esenciales, que son los aportados por los alimentos.

Así, según su valor biológico podemos dividirlas en:

  • Alto: proceden de los alimentos de origen animal (carnes, huevos, pescados, etc.).
  • Medio: proceden de los cereales, legumbres y frutos secos.
  • Bajo:son las procedentes de las verduras, tubérculos y algunas frutas.
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Para qué sirve la proteína

Es fundamental seguir una dieta rica en proteínas debido a su importancia en la formación de diferentes tejidos. No hemos de obviar que, aunque no llevemos una vida exigente en cuanto a esfuerzo físico, que nuestro estilo de vida sea tranquilo, nuestro organismo está en constante construcción. Los tejidos se destruyen y vuelven a reconstruirse constantemente como por ejemplo la piel, células sanguíneas, etc.

  • Son una fuente esencial de energía.
  • Son necesarias para las funciones de todas las células.
  • Son necesarias para formar y reparar tejidos de la piel, órganos, músculos y huesos.
  • También ayudan en la formación de anticuerpos por lo que fortalecen el sistema inmunitario.
  • Están presentes en la estructura del ADN.
  • Nos ayudan a distribuir el oxígeno en la sangre.
  • Producen enzimas por lo que también facilitan la digestión de alimentos.
  • Son imprescindibles para la buena asimilación de nutrientes esenciales.
  • Son necesarios para controlar los niveles de azúcar en la sangre.
  • Regulan el mantenimiento del pH.
  • Ayudan a crear numerosas hormonas que regulan funciones en el organismo.
Para qué sirve la proteína
 

Un déficit de proteínas puede dar lugar a las siguientes alteraciones:

  • Pérdida de masa muscular
  • Incremento del riesgo de fallo orgánico
  • Defensas bajas (más infecciones)
  • Riesgo de anemia
  • Pérdida de eficacia de los sentidos
  • Piel más seca y quebradiza (pérdida de pelo y uñas que se rompen)
 
  • Sangrado de encías y debilitamiento de la dentadura
  • Incremento de patologías digestivas como gastritis y gastroenteritis
  • Osteoporosis (descalcificación de los huesos)
  • Fallos en el sistema hormonal y de producción de enzimas
 

Podemos describir las proteínas según su función como:

  • Anticuerpo: Cuando actúan como anticuerpo se une a ciertas partículas, virus o bacterias para eliminarlo como es el caso de la inmunoglobulina.
  • Enzima: Las enzimas llevan a cabo casi todas las miles de reacciones químicas que ocurren en las células. También, ayudan con la formación de nuevas moléculas leyendo la información genética almacenada en el ADN Fenilalanina hidroxilasa.
  • Mensajera: Al igual que algunos tipos de hormonas, las proteínas mensajeras transmiten señales para coordinar procesos biológicos entre diferentes células, tejidos y órganos.
  • Estructural: Estas proteínas brindan estructura y soporte a las células. A mayor escala, también permiten que el cuerpo se mueva.
  • Transporte/almacenamiento: Estas proteínas se unen y transportan átomos y moléculas pequeñas dentro de las células y por todo el cuerpo.
 

Alimentos ricos en proteínas

Una dieta rica en proteínas es fundamental para mantener un buen estado de salud y contribuir a funciones vitales como la regeneración de tejidos y el mantenimiento de una buena masa muscular. Los alimentos con proteínas son una excelente fuente de energía, ayudan en la producción de hormonas, enzimas y anticuerpos, y son de vital importancia para la reparación y crecimiento celular.

Entre los alimentos ricos en proteínas, encontramos opciones tanto de origen animal como vegetal:

  • Carnes magras: como el pollo, el pavo y la carne de vacuno, que son fuentes excelentes de proteínas completas, es decir, aquellas que contienen todos los aminoácidos esenciales.
  • Pescados y mariscos: especialmente pescados como el salmón, el atún y las sardinas, que además de proteínas, aportan grasas saludables como los ácidos omega-3.
  • Huevos: alimento rico en proteínas de alta calidad, además de ser una fuente de vitaminas y minerales esenciales.
  • Lácteos: como el yogur griego, la leche y el queso, que no solo aportan proteínas sino también calcio y vitamina D.
  • Legumbres: como los garbanzos, las lentejas y los frijoles, que además de ser una fuente de proteínas, son ricas en fibra y minerales.

Incluir una variedad de estos alimentos ricos en proteína en la dieta puede ayudar a cubrir los requerimientos de proteínas necesarios para cada etapa de la vida y adaptarse a diferentes tipos de alimentación.

Los aminoácidos son moléculas orgánicas fundamentales que se combinan para formar proteínasSon esenciales para la vida, ya que participan en la estructura y función de todas las células del cuerpo, incluyendo el crecimiento, reparación de tejidos y muchas otras funciones corporales. 

En resumen, los aminoácidos son cruciales para la salud y el bienestar, participando en una amplia gama de funciones vitales. Una dieta equilibrada que incluya fuentes de aminoácidos esenciales es fundamental para mantener una buena salud.

Las macromoleculas son moleculas grandes compuestas por unidades mas pequeñas llamadas monónmeros.

Los cuatro tipos principales de macromoleculas son Carbohidratos, Lípidos, Proteínas y Ácidos nucléicos.

Las macromoléculas son escenciales para la estructura y funcion de las células y los organismos vivos

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La Bioquímica y la Biología molecular son dos disciplinas que se entrelazan y son fundamentales para entender la vida a nivel molecular.

La bioquímica se centra en los procesos químicos que ocurren dentro de los organismos vivos. Esto incluye el estudio de biomoléculas como proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y carbohidratos. Su objetivo es entender cómo estas moléculas interactúan y participan en funciones vitales como la metabolización de nutrientes, la replicación del ADN y la producción de energía.

Por otro lado, la Biología molecular se ocupa de las estructuras y funciones de las moléculas biológicas, especialmente el ADN, ARN y proteínas. Se enfoca en cómo se transmiten las características genéticas a través de estas moléculas y cómo se regulan los procesos celulares.

Ambas áreas son esenciales para campos como la medicina, la genética y la biotecnología.