Los invitamos a ver la representación que realizamos sobre el trabajo de las enzimas en el organismo.

Te proponemos ver esta secuencia de fotografías de un trabajo realizado en el laboratorio del colegio:

En el laboratorio.

Estuvimos trabajando con una enzima para representar in vitro una reacción que ocurre en las células. Para ello, utilizamos peróxido de hidrógeno.
El peróxido de hidrógeno (mejor conocido como agua oxigenada) es una sustancia que se forma continuamente como subproducto en las reacciones de las células vivas. Es tóxico y la célula lo descompone inmediatamente antes de que la destruya. Estas reacciones se producen en unas pequeñas organelas: los peroxisomas.
Estas organelas celulares contienen alta concentración de catalasa, enzima que degrada al agua oxigenada.

Nuestra hipótesis de trabajo:

"Si la catalasa obtenida de un trozo de hígado desdobla al agua oxigenada a 20º C entonces, registraremos el desprendimiento de oxígeno como producto de la descomposición del agua oxigenada".

Para poder contrastar nuestra hipótesis armamos el siguiente dispositivo:











OBSERVACIONES:

Al colocar un trozo de hígado en el Erlenmeyer observamos que en el agua oxigenada se desprenden burbujas inmediatamente (señal que hay desprendimiento de algún gas). También las paredes del recipiente se empañan.

En el tubo de ensayo recolectamos el gas desprendido.

IDENTIFICACIÓN DEL GAS

Sabemos que el oxígeno es una sustancia necesaria para que se produzca una combustión. Si acercamos una astilla de madera en punto de ignición al oxígeno, la llama se aviva.

Si el gas recolectado fuera dióxido de carbono, la llama se apaga. En cambio, si el gas liberado fuera hidrógeno, se produciría un breve chispazo.

Elresultado obtenido:

Por un error experimental, se perdió el gas recolectado en el tubo de ensayo. Por este motivo, se introdujo una astilla de madera en ignición en el Erlenmeyer. Observamos que la llama se aviva.

CONCLUSIONES

Se evidencia la acción enzimática de la catalasa al reconocer el desprendimiento de oxígeno gaseoso.

La ecuación química de la reacción es la siguiente:

4 H2O2 2 H2O + 2 O2

¿Que crees que hubiera pasado si...

1- ... Se utilizaba hígado triturado?

2 ... Se hervía el trozo de hígado antes de realizar la experiencia?

3 ... Si mantendríamos el dispositivo a 0º C?

4 ... En lugar de utilizar un trozo de hígado se hubiera experimentado con un trozo de algún vegetal?

Te proponemos diseñar experiencias para poner a prueba nuestras preguntas. Mandanos tus resultados.

Glosario

Si desea descargar un glosario más práctico, hagan click en el siguiente link, luego en "free user" :

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Aminoácidos: Molécula que contiene al menos un grupo amino y un grupo carboxilo. Los aminoácidos se unen entre si por enlaces peptídico para formar las proteínas.Coenzima: Molécula orgánica o cofactor orgánico no proteico que juega un papel accesorio en los procesos catalizados por enzimas, y con frecuencia actúan como dadores o receptores de electrones. El NAD+ y el FAD son coenzimas.

Complejo enzima sustrato: Es cuando la enzima cataliza una reacción química sobre el sustrato.

Enzima: Macromolécula biológica que actúa como catalizador. La mayoría de las enzimas son proteínas, aunque ciertos ARN, llamados ribozimas, también tienen actividad catalítica.

Grupo Amino: Los grupos amino son los grupos funcionales comunes que contienen nitrógeno. Los grupos amino son básicos, y frecuentemente llegan a ser ionizados por la adición de unión de hidrógeno, formando grupos amino positivamente cargados.

Metabolismo: Suma de todos los procesos que ocurren en una célula viva (incluye anabolismo y al catabolismo).

Producto: Sustancias que se obtienen por la reacción química entre enzimas.

Proteínas: Macromolécula formada por muchos aminoácidos unidos por uniones peptídica.

Sustrato: Molécula que sufre transformaciones durante una reacción catalizada por una enzima.
Unión peptídica: Es la unión química obtenida por deshidratación de 2 aminoácidos vecinos.

Vía metabólica: Serie de reacciones o pasos bioquímicos consecutivos a través de los cuales el alimento es transformado en nutrientes básicos, como aminoácidos, ácidos grasos libres y carbohidrato simples y estos últimos eliminados del organismo o reciclados.

Las enzimas disminuyen la energía de activación

Este gráfico representa la energía de activación en función del tiempo en reacciones químicas catalizadas o no.

La curva negra muestra que sin enzima, se requiere una mayor energía de activación y lleva mayor tiempo obtener los productos a partir de los sustratos.

Las enzimas reducen la energía de activación y permite quelareacción química se produzca a velocidades compatibles con la actividad celular.

Sin enzimas, no habría víasmetabólicas en las células.

Aplicaciones en la vida cotidiana

4.De las cerveceras a las panaderías

Siguiendo con la línea de pensamiento de Asimov, podríamos replantearnos situaciones como, por ejemplo, la fabricación de pan y bebidas alcohólicas. Sabemos que desde las Culturas Antiguas, los pueblos tenían conocimientos sobre la fabricación de pan y zumos con un porcentaje variable de alcohol. Ahora sabemos que la fermentación es el proceso que permite obtener el dióxido de carbono que leva la masa de pan y el alcohol de la bebidas “borrachas” (también el dióxido de carbono es el responsable de las burbujitas que aparecen en las bebidas espumantes, como el champagne).
Sen la antigüedad, con nadie había oído hablar de microorganismo, igualmente los utilizaba debidos a que naturalmente crecían sobre las superficies de los granos de cereales, formando una microflora que persiste después de la molienda.
Durante el siglo XIX, la industria cervecera en auge comenzó a tener un excedente de levaduras (hongo unicelular de respiración aeróbica facultativa) que fueron empleadas por la industria panadera para mejorar el proceso de fabricación del pan.
En la actualidad, se utilizan levaduras y ciertas bacterias del genero lactobacillus que liberan otras sustancias de deshecho como ácido acético y glicerina que le confiere a la masa ese aroma tan característicos.
¿Qué relación tienen los microorganismos mencionados con las enzimas?