Bioquímica y genética: enzimas, priones, exones e intrones, proteínas y transporte de membrana

Conceptos Fundamentales de Bioquímica y Biología Molecular

Cinética Enzimática y Proteínas Patógenas

• Constante Catalítica (Kcat): Es el número de moléculas de sustrato que una enzima convierte en producto por segundo, cuando está completamente saturada.
• Prión: Se define como una proteína infecciosa mal plegada que puede inducir que otras proteínas normales adopten su misma forma anormal, provocando enfermedades neurodegenerativas.

Genética y Estructura del Genoma

• Genoma: Es el material genético de un organismo; el conjunto único y completo de información genética.
• Intrón: Es una secuencia de ADN que no codifica para proteína y que se elimina del ARN mensajero durante el proceso de maduración (splicing).
• Exón: Es una secuencia de ADN que sí codifica información y que se mantiene en el ARN mensajero maduro para ser traducida en proteína.
• Vectores de clonación: Son moléculas de ADN que sirven para introducir y copiar un fragmento de ADN en una célula.

Diferenciación de Proteínas según su Estructura

Proteínas Fibrosas vs. Globulares

• Proteínas Fibrosas: Poseen una forma alargada y una estructura repetitiva y simple. Cumplen funciones estructurales, como dar soporte y resistencia a los tejidos, y suelen ser insolubles en agua.
• Proteínas Globulares: Presentan una forma compacta y esférica, con una estructura tridimensional más compleja. Realizan funciones dinámicas dentro del organismo, tales como catalizar reacciones químicas (enzimas), transportar sustancias y regular procesos biológicos. Son solubles en agua.

Transporte de Membrana y Regulación Biológica

• Transporte Activo: Mueve moléculas en contra del gradiente de concentración, requiere energía en forma de ATP y utiliza proteínas transportadoras específicas como las bombas.
• Transporte Pasivo: Mueve moléculas a favor del gradiente, no necesita energía y ocurre por procesos de difusión simple u ósmosis.
• Regulación Positiva (+) y Negativa (-): Son mecanismos que controlan la actividad de genes o enzimas:
  • Regulación Positiva (+): Aumenta la actividad, estimula la transcripción o la función de la enzima mediante el uso de activadores.
  • Regulación Negativa (-): Disminuye la actividad e inhibe la transcripción o la función de la enzima mediante represores.

Clasificación Internacional de las Enzimas

Las enzimas se clasifican según el tipo de reacción que catalizan:

• Oxidorreductasas: Catalizan reacciones de oxidación-reducción, las cuales implican la ganancia (reducción) o pérdida de electrones (oxidación). Entre las más importantes se encuentran las deshidrogenasas y las oxidasas.
• Transferasas: Transfieren grupos funcionales de una molécula a otra (por ejemplo, la transferencia de grupos fosfato desde el ATP).
• Hidrolasas: Rompen varios tipos de enlaces químicos introduciendo los componentes del agua (-H y -OH).
• Liasas: Adicionan grupos funcionales a los dobles enlaces o los eliminan para formar dobles enlaces.
• Isomerasas: Convierten los sustratos isómeros unos en otros, cambiando la disposición espacial de la molécula.
• Ligasas / Sintetasas: Catalizan la formación de diversos tipos de enlaces químicos uniendo dos moléculas.