Lab. N 11 ACCION ENZIMATICAINTRODUCCIN Este trabajo est basado en la observacin de la accin enzimtica , La actividad vital no es ms que el desarrollo de una serie de reacciones qumicas entre un conjunto de molculas, Las enzimas son protenas altamente especializadas que tienen como funcin la catlisis o regulacin de la velocidad de las reacciones qumicas que se llevan a cabo en los seres vivos, siempre que sea termodinmicamente posible. Casi todas las reacciones qumicas de las clulas son catalizadas por enzimas, con la particularidad de que cada enzima solo cataliza una reaccin, por lo que existiran tantas enzimas como reacciones, y no se consumen en el proceso. Los catalizadores no biolgicos son inespecficos. En una reaccin catalizada por enzima , los reactivos se denomina sustratos , es decir la sustancia sobre la que acta la enzima. El sustrato es modificado qumicamente y se convierte en uno o ms productos. La actividad de las enzimas puede ser afectada por otras molculas. Los inhibidores enzimticos son molculas que disminuyen o impiden la actividad de las enzimas, mientras que los activadores son molculas que incrementan dicha actividad. Asimismo, gran cantidad de enzimas requieren de cofactores para su actividad. Muchas drogas o frmacos son molculas inhibidoras. Igualmente, la actividad es afectada por la temperatura, el pH, la concentracin de la propia enzima y del sustrato, y otros factores fsico-qumicos. El metabolismo consiste en una serie de reacciones catalizadas por enzimas, donde los productos de una reaccin se convierten en los reactivos de la siguiente, lo que se conoce como VAS METABLICAS. Las clulas deben poder regular estas vas metablicas y lo hacen a travs de reguladores enzimticos. Los inhibidores naturales regulan el metabolismo mientras que los artificiales son utilizados por la medicina, para destruir plagas. MARCO TEORICOLas enzimas son molculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones qumicas, siempre que sean termodinmicamente posibles: Una enzima hace que una reaccin qumica que es energticamente posible, pero que transcurre a una velocidad muy baja, sea cinticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima.2 3 En estas reacciones, las enzimas actan sobre unas molculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en molculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en las clulas necesitan enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimticas. Funcin: Las enzimas son protenas que catalizan todas las reacciones bioqumicas. Adems de su importancia como catalizadores. Las enzimas son molculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones qumicas, siempre que sea termodinmicamente posible (si bien no pueden hacer que el proceso sea ms termodinmicamente favorable). En estas reacciones, las enzimas actan sobre unas molculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en molculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en las clulas necesitan enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimticas. Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su velocidad crece slo con algunas reacciones, el conjunto (set) de enzimas sintetizadas en una clula determina el tipo de metabolismo que tendr cada clula. A su vez, esta sntesis depende de la regulacin de la expresin gnica. La actividad de las enzimas puede ser afectada por otras molculas. Los inhibidores enzimticos son molculas que disminuyen o impiden la actividad de las enzimas, mientras que los activadores son molculas que incrementan dicha actividad. Asimismo, gran cantidad de enzimas requieren de cofactores para su actividad. Muchas drogas o frmacos son molculas inhibidoras. Igualmente, la actividad es afectada por la temperatura, el pH, la concentracin de la propia enzima y del sustrato, y otros factores fsico-qumicos. Algunas enzimas son usadas comercialmente, por ejemplo, en la sntesis de antibiticos y productos domsticos de limpieza. Adems, son ampliamente utilizadas en diversos procesos industriales, como son la fabricacin de alimentos, destincin de jeans o produccin de biocombustibles. Factores que afectan a las enzimas: * La temperatura: Hace falta una determinada temperatura para que la reaccin comience. A partir de una determinada temperatura (temperatura critica) la actividad enzimtica baja, y la enzima se desnaturaliza.. las lneas discontinuas que aparecen en la parte superior de la grfica, es la parte terica de la grfica, pero eso no sucede en la prctica ya que la enzima se desnaturaliza, esas lneas seDos notables propiedades de las enzimas las habilitan para funcionar como catalizadores bajo las apacibles condiciones presentes en las clulas: su enrome poder cataltico y su alto grado de especificad. El inmenso poder cataltico hace que las velocidades de las reacciones catalizadas enzimticamente sean 10 veces mayores de que las reacciones no catalizadas no correspondientes en condiciones similares llaman actividad terica. * El PH: El Ph afecta ms a una enzima que la temperatura, Cuando hay un Ph alto se desnaturaliza pero cuando el Ph es bajo tambin se desnaturaliza. * A partir de una determinada cantidad de concentracin de sustrato, ya no aumenta la velocidad de reaccin. Cuando llega a este punto, cuando la encima se satura, la velocidad es constante y la actividad es mxima. * Inhibidores: Con inhibidores, una enzima tarda mucho en comenzar la reaccin y le cuesta avanzar en la reaccin, no pudiendo llegar nunca a la velocidad mxima. Inhibidor: Sustancia que reprime la actividad enzimtica. Hay dos clases de inhibidores: * Inhibidores reversibles: Cuando la actividad puede volver, por lo que la enzima se puede recuperar. La actividad vuelve cuando el inhibidor se va o se reprime a su vez. Suelen ser tiles biolgicamente ya que hay algunas reacciones que no puede estar activas durante largo tiempo, ya que se gasta el producto y el sustrato intilmente. * Inhibidores irreversibles: no vuelve la actividad enzimtica (venenos) Los inhibidores pueden ser a su vez competitivos o no competitivos. Los competitivos se parecen al sustrato por lo que compiten en el centro activo por el puesto de sustrato. El inhibidor no competitivo no se parece al sustrato por lo que no tiene sentido que vaya al centro activo, por lo que inhibe a la enzima entrando por otra parte. Conceptos: * Proenzimas: Son enzimas que se originan desactivadas. Se activan en el momento y lugar en que deben actuar. Suelen ser muy agresivas. Necesitan activadores para empezar a funcionar. * Isoenzima: Son enzimas diferentes con la misma funcin. Son menos especificas. * Complejos multienzimticos: Es un grupo de muchas enzimas que actan en conjunto. La eficacia del sistema es superior. Son lugares donde se concentran enzimas para actuar en conjunto. * Enzimas alostricas: Son enzimas que pueden tener mas de un centro activo (centros reguladores). Un centro regulador es un lugar de la enzima donde se tiene que acoplar algo, si es un centro activo tiene que acoplarse el sustrato determinado... estas enzimas se colocan en lugares estratgicos de la rutas metablicas (reacciones del metabolismo). Se suelen colocar al principio de reacciones o al final de estas para que funcionen correctamente o en lugares donde el sustrato puede irse por varios caminos ya que son muy completas, complejas y eficaces. FUNDAMENTOS Mecanismo de accin enzimtica: Centro activo: zona de la enzima donde reacciona el sustrato apropiado. El centro activo es hidrofbico (repele el agua) por lo que se compone de aminocidos anfteros. Las enzimas tienen como funcin acelerar la velocidad de reaccin qumica, el mecanismo de accin se realiza de la siguiente manera: unin de un sustrato a la enzima para formar un complejo de enzima-sustrato y desdoblamiento del complejo formado para liberar los productos. E + S | | ES | | E + P |

Tipos de aminocidos que hay en el centro activo: * Estructurales: para formar el cuerpo del centro activo. * Aminocidos de fijacin: tienen como misin fijar (unirse) al sustrato mediante enlaces dbiles. * Aminocidos Catalticos: se unen al sustrato fuertemente y lo transforma en producto. Los cofactores mas importantes son las vitaminas. Una enzima puede necesitar mas de un cofactor y no funciona si no los tiene, Si los necesita para empezar a funcionar se llama activadores mientras que si tiene algo que no la deja funcionar se llaman represores, desactivadores. Forma como acta las enzimas * Orienta a los sustratos: parte de la energa de activacin se utiliza para que los sustratos roten y se enfrenten con los tomos correctos para formar los enlaces. * Agregan cargas a los sustratos: las cadenas laterales (R) de los aminocidos de las enzimas pueden participar directamente haciendo a los sustratos qumicamente ms reactivos. * Inducen la deformacin en el sustrato: cuando una sustancia se une al sitio activo, la enzima puede causar que los enlaces se estiren, ponindolo en un estado de transicin inestable. * Cambio de forma de la enzima al unirse al sustrato: el modelo de llave- cerradura de Fisher fue actualizado cuando se descubri que las enzimas son flexibles y sus sitios activos pueden cambiar (expandirse) para acomodarse a sus sustratos. Este cambio de forma causado por la unin al sustrato se denomina ajuste inducido. En la Hexoquinasa puede observarse este ajuste inducido, con el sustrato (glucosa) y sin l. El ajuste inducido alinea las cadenas laterales reactivas del sitio activo de la enzima con los sustratos.

CONCLUSIONES * Los enzimas son catalizadores muy potentes y eficaces, qumicamente son protenas Como catalizadores, los enzimas actan en pequea cantidad y se recuperan indefinidamente. No llevan a cabo reacciones que sean energticamente desfavorables, no modifican el sentido de los equilibrios qumicos, sino que aceleran su consecucin.

* Las enzimas tienen como funcin acelerar la velocidad de reaccin qumica, el mecanismo de accin se realiza de la siguiente manera: unin de un sustrato a la enzima para formar un complejo de enzima-sustrato y desdoblamiento del complejo formado para liberar los productos. E + S | | ES | | E + P | * La actividad de las enzimas puede ser afectada por otras molculas. * Los inhibidores enzimticos son molculas que disminuyen o impiden la actividad de las enzimas, mientras que los activadores son molculas que incrementan dicha actividad. Asimismo, gran cantidad de enzimas requieren de cofactores para su actividad. Muchas drogas o frmacos son molculas inhibidoras.Igualmente, la actividad es afectada por la temperatura, el pH, la concentracin de la propia enzima y del sustrato, y otros factores fsico-qumicos

* El perxido de hidrgeno (H2O2), es un producto secundario del gran nmero de reacciones metablicas que ocurren en casi todos los seres vivos. Sin embargo, el perxido de hidrgeno es daino para la biomolculas que constituyen a las clulas vivas.

* los organismos (vegetales y animales) sintetizan la enzima peroxidasa (catalasa), que descompone al perxido de hidrgeno a medida que ste se forma en los tejidos . * El hgado de pollo fresco es una fuente importante de peroxidasa que acelera el rompimiento del H2O2 en molculas de agua y oxgeno gaseoso. Esta reaccin se puede comprobar mediante el desprendimiento de burbujas de oxgeno que se libera de los tejidos vivosEl H2O2 (perxido de hidrgeno) es un compuesto bastante inestable, por lo que al aadirle MnO2 llamado xido de manganeso o monxido de manganeso, este acta como catalizador, es decir, acelera la reaccin sin intervenir en ella. Por lo que el H2O2 empezar a liberar oxgeno mucho ms rpido que lo normal: Se vern burbujas y un humito blanco.

* En la reaccin del perxido de hidrogeno y dixido de manganeso, Al prender el palito de ignicin aumento la intensidad del fuego lo cual indica que es una reaccin positiva y exotrmica. El resplandor debido a la brillante luz comprueba la presencia de Oxgeno

CUESTIONARIO

1.-Defina que es un catalizador Un catalizador es una sustancia qumica, simple o compuesta, que modifica la velocidad de una reaccin qumica, interviniendo en ella pero sin llegar a formar parte de los productos resultantes de la misma. Los catalizadores se caracterizan con arreglo a las dos variables principales que los definen: la fase activa y la selectividad. La actividad y la selectividad, e incluso la vida misma del catalizador, depende directamente de la fase activa utilizada, por lo que se distinguen dos grandes subgrupos: los elementos y compuestos con propiedades de conductores electrnicos y los compuestos que carecen de electrones libres y son, por lo tanto, aislantes o dielctricos. La mayora de los catalizadores slidos son los metales o los xidos, sulfuros y haloideos de elementos metlicos y de semimetlicos como los elementos boro aluminio, y

silicio. Los catalizadores gaseosos y lquidos se usan usualmente en su forma

pura o en la combinacin con solventes o transportadores apropiados; los

catalizadores slidos se dispersan usualmente en otras sustancias conocidas

como apoyos de catalizador Un catalizador en disolucin con los reactivos, o en la misma fase que ellos, se llaman catalizador homogneo. El catalizador se combina con uno de los reactivos formando un compuesto intermedio que reacciona con el otro ms fcilmente. Sin embargo, el catalizador no influye en el equilibrio de la reaccin, porque la descomposicin de los productos en los reactivos es acelerada en un grado similar. Un ejemplo de catlisis homognea es la formacin de trixido de azufre haciendo reaccionar dixido de azufre con oxgeno, y utilizando xido ntrico como catalizador. La reaccin forma momentneamente el compuesto intermedio dixido de nitrgeno, que luego reacciona con el oxgeno formando xido de azufre. Tanto al principio como al final de la reaccin existe la misma cantidad de xido ntrico.

Un catalizador que est en una fase distinta de los reactivos se denomina catalizador heterogneo o de contacto. Los catalizadores de contacto son materiales capaces de adsorber molculas de gases o lquidos en sus superficies Un ejemplo de catalizador heterogneo es el platino finamente dividido que cataliza la reaccin de monxido de carbono con oxgeno para formar dixido de carbono. Esta reaccin se utiliza en catalizadores acoplados a los automviles para eliminar el monxido de carbono de los gases de escape.

Existen ciertas sustancias llamadas promotoras, que no tienen capacidad cataltica en s, pero aumentan la eficacia de los catalizadores. Por ejemplo, al aadir almina a hierro finamente dividido, sta aumenta la capacidad del hierro para catalizar la obtencin de amonaco a partir de una mezcla de nitrgeno e hidrgeno. Por otra parte, los materiales que reducen la eficacia de un catalizador se denominan venenos. Los compuestos de plomo reducen la capacidad del platino para actuar como catalizador; por tanto, un automvil equipado con un catalizador para controlar la emisin de gases necesita gasolina sin plomo.

Los catalizadores metlicos ms usuales son capaces de producir reacciones reversibles de quimiadsorcin, como en el caso del nquel, paladio, platino y plata. Entre los catalizadores a base de xidos metlicos se distingue entre los xidos estequiomtricos y los xidos que ganan o pierden oxgeno de su superficie. Las sales metlicas ms destacadas por su carcter catalizador son los sulfuros, que se emplean en procesos de eliminacin de azufre, y los cloruros, que son catalizadores de los procesos de oxicloracin. Los catalizadores llamados bifuncionales son los que tanto en el soporte como en la fase soportada actan de catalizadores en diferentes pasos elementales de la reaccin qumica, siguiendo esquemas catalticos diferentes. Se emplean fundamentalmente en la reformacin de la gasolina.

Uso Biolgico

Las enzimas, que se encuentran entre los catalizadores ms importantes, tienen una funcin esencial en los organismos vivos donde aceleran reacciones que de otra forma requeriran temperaturas que podran destruir la mayora de la materia orgnica. . El xito de una sntesis de una enzima puede ser inequvocamente verificado por la prueba de su actividad enzimtica. Las enzimas son sumamente reactivas. Una segunda caracterstica de enzimas es su extrema especificidad. Se ha sugerido que cada proceso bioqumico tiene su enzima especfica propia. Los procesos bioqumicos inducidos por enzimas caen en clasificaciones anchas, tal como hidrlisis, la descomposicin, sntesis, hydrogenacion-deshidrogenacion; como con catalizadores en general, las enzimas son activadas para reacciones directas e inversas. Las enzimas frecuentemente tienen coenzimas, Adenosina trifosfato , ATP, es una importante coenzima que participa en la energa y los procesos productores a travs de membranas de la clula. Como con los catalizadores hay muchas sustancias que inhiben, o veneno, enzimas. El ion de cianuro es un inhibidor potente en muchos procesos enzimticos Las enzimas naturales se han utilizado durante mucho tiempo en las industrias, pero en la actualidad slo se dispone de menos de 20 enzimas en cantidades industriales. Los biotecnlogos buscan formas de ampliar estos recursos y de desarrollar enzimas semisintticas para tareas muy especficas.

Algunas enzimas, como la pepsina y la tripsina, que intervienen en la digestin de las protenas de la carne, controlan muchas reacciones diferentes, mientras que otras como la ureasa, son muy especficas y slo pueden acelerar una reaccin. Otras liberan energa para la contraccin cardiaca y la expansin y contraccin de los pulmones. Muchas facilitan la conversin de azcar y alimentos en distintas sustancias que el organismo precisa para la construccin de tejidos, la reposicin de clulas sanguneas y la liberacin de energa qumica para mover los msculos.

Adems, la pepsina, la tripsina y otras enzimas poseen la propiedad peculiar denominada autocatlisis que les permite originar su propia formacin a partir de un precursor inerte denominado zimgeno. Como consecuencia, estas enzimas se pueden reproducir en un tubo de ensayo.

Las enzimas son muy eficaces. Cantidades pequeas de una enzima pueden realizar a bajas temperaturas lo que podra requerir reactivos violentos y altas temperaturas con mtodos qumicos ordinarios. Por ejemplo, unos 30 g de pepsina cristalina pura son capaces de digerir casi dos toneladas mtricas de clara de huevo en pocas horas.

La cintica de las reacciones enzimticas difiere de las reacciones inorgnicas simples. Cada enzima es especfica de forma selectiva para la sustancia sobre la que causa la reaccin, y es ms eficaz a una temperatura determinada. Aunque un aumento de la temperatura puede acelerar una reaccin, las enzimas son inestables cuando se calientan. La actividad cataltica de una enzima est determinada sobre todo por su secuencia de aminocidos y por la estructura terciaria, es decir, la estructura de plegamiento tridimensional de la macromolcula, a la vez, aparece para depender nicamente de la sucesin lineal de aminocidos. Muchas enzimas precisan para su funcin la presencia de un ion o una molcula que recibe el nombre de cofactor.

Las vitaminas por lo general actan como catalizadores, combinndose con las protenas para crear metablicamente enzimas activas que a su vez producen importantes reacciones qumicas en todo el cuerpo. Sin las vitaminas muchas de estas reacciones tardaran ms en producirse o cesaran por completo. Sin embargo, an falta mucho para tener una idea clara de las intrincadas formas en que las vitaminas actan en el cuerpo. Las coenzimas frecuentemente contienen vitaminas como partes de su estructura. Los iones de magnesio y calcio son activadores importantes de enzimas.

Un catalizador es una sustancia que acelera una reaccin qumica, hasta hacerla instantnea o casi instantnea. Un catalizador acelera la reaccin al disminuir la energa de activacin.

2. Que entiende por sitio activo?Es el lugar de unin entre el sustrato a una enzima y donde se da la reaccion de catlisis se denomina centro activo. En el centro activo encontramos restos de aminocidos con sustituyentes funcionales para la catlisis de un sustrato. Al haber pero muchsimas variedades de reacciones que pueden ser catalizadas, no hay suficientes combinaciones de restos de aminocidos para hacer catlisis especfica para una de estas combinaciones, por tanto nuestras clulas utilizan las llamadas Coenzimas. Las Coenzimas acostumbran a sr complejas molculas orgnicas que sufren modificaciones durante la reaccin enzimtica para ayudar a la modificacin final del sustrato.Tambin puede servir como donadoras o aceptadoras de hidriones y electrones o pueden transferir grupos funcionales, Tras la catlisis la coenzima vuelve a su estado original.Si la coenzima se queda unida de forma temporal a la enzima es llamada cosustrato. Siesta anclada a la enzima la lamamos Grupo prosttico.Los centros activos de las enzimas pueden ser desnaturalizados, es decir, inactivada su especificad de unin por la modificacin de las protenas de la unin con el sustrato.La desnaturalizacin puede darse por una variacin alta de temperatura o de PH del ambiente donde se encuentre. 3. Qu tipo de enzima es la catalasa y cul es su importancia en el metabolismo?La catalasa es una enzima que se encuentra en las clulas de los tejidos animales y vegetales. La funcin de esta enzima en los tejidos es necesaria porque durante el metabolismo celular, se forma una molcula txica que es el perxido de hidrgeno, H2O2 (agua oxigenada). Esta enzima, la catalasa, lo descompone en agua y oxgeno, por lo que se soluciona el problema. Perxido de hidrogeno Perxido de hidrgeno, compuesto qumico de hidrgeno y oxgeno, de frmula H2O2. El perxido de hidrgeno anhidro en estado puro es un lquido incoloro en forma de jarabe con una densidad relativa de 1,44. Tiene sabor metlico y puede causar La catalasa es una enzima perteneciente a la categora de las oxidorreductasas que cataliza la descomposicin del perxido de hidrgeno (H202) en oxgeno y agua.2 Esta enzima utiliza como cofactor al grupo hemo y al manganeso.

El perxido de hidrgeno es un residuo del metabolismo celular de muchos organismos vivos y tiene entre otras una funcin protectora contra microorganismos patgenos, principalmente anaerobios, pero dada su toxicidad debe transformarse rpidamente en compuestos menos peligrosos. Esta funcin la efecta esta enzima que cataliza su descomposicin en agua y oxgeno. Adems la catalasa se usa en la industria textil para la eliminacin del perxido de hidrgeno, as como en menor medida se emplea en la limpieza de lentes de contacto que se han esterilizado en una solucin de perxido de hidrgeno. La ausencia congnita de catalasa es causante de una acatalasemia (o acatalasia), la enfermedad de Takahara que se manifiesta por la ausencia de actividad de la catalasa en los glbulos rojos y con severas infecciones gangrenosas de la boca, pudiendo producir la prdida de los dientes y graves destrucciones de los maxilares y regiones blandas que los cubre. Enfermedad congnita del Japn (2 de 100.00 habitantes sufren de este trastorno). Reaccin positiva de la prueba de la catalasa.El mecanismo completo de la catalasa no se conoce, an as la reaccin qumica se produce en dos etapas:H 2O 2 + Fe(III)-E H 2O + O=Fe(IV)-EH 2 2 + O=Fe(IV)-E H 2O + Fe(III)-E + O 2donde Fe-E representa el ncleo de hierro del grupo hemo unido a la enzima que actun como cofactores.La enzima se presenta en forma de homotetrmero y se localiza en los peroxisomas.Esta enzima puede actuar como una peroxidasa para mucha sustancias orgnicas, especialmente para el etanol que acta como donante de hidrgeno. Las enzimas de muchos microorganismos, como el Penicillium simplicissimum, que exhiben actividad de catalasa y peroxidasa, son frecuentemente llamadas catalasas-peroxidasas.

Importancia en el metabolismo.Anabolismo y Catabolismo Hay dos grandes procesos metablicos: anabolismo o fase biosinttica y catabolismo o fase degradativa. Se llama anabolismo, o metabolismo constructivo, al conjunto de las reacciones de sntesis necesarias para el crecimiento de nuevas clulas y el mantenimiento de todos los tejidos. Las reacciones anablicas incluyen la biosntesis enzimtica de los cidos nucleicos, los lpidos, los polisacridos y las protenas; todos estos procesos necesitan la energa qumica suministrada por el ATP. El catabolismo es un proceso continuo centrado en la produccin de la energa necesaria para la realizacin de todas las actividades fsicas externas e internas. El catabolismo engloba tambin el mantenimiento de la temperatura corporal e implica la degradacin de las molculas qumicas complejas (glcidos, lpidos y protenas) en sustancias ms sencillas (cido actico, amonaco, cido lctico, dixido de carbono o urea), que constituyen los productos de desecho expulsados del cuerpo a travs de los riones, el intestino, los pulmones y la piel. En dicha degradacin se libera energa qumica que es almacenada en forma de ATP hasta que es requerida por los diferentes procesos anablicos. Las reacciones anablicas y catablicas siguen lo que se llaman rutas metablicas; ambos tipos de rutas se combinan unas con otras para producir compuestos finales especficos y esenciales para la vida. Cuando el anabolismo supera en actividad al catabolismo, el organismo crece o gana peso; si es el catabolismo el que supera al anabolismo, como ocurre en periodos de ayuno o enfermedad, el organismo pierde peso. Cuando ambos procesos estn equilibrados, se dice que el organismo se encuentra en equilibrio dinmico.

4. Cul es el rol de la deshidrogenasa succnica y porque se relaciona con el sndrome de Kearns SAyre?Los complejos I y II recogen electrones procedentes del metabolismo de carbohidratos, grasas y protenas y los transfieren secuencialmente a la co-enzima 10, complejo III y complejo IV. . La variacin de las manifestaciones de las enfermedades mitocondriales pueden ser explicadas no solo por la heterogenicidad en las mutaciones del ADNmt , sino tambin por las que se producen en el ADN nuclear -- que codifica gran parte de las subunidades proteicas de la cadena respiratoria y, ms importante aun, por alteraciones del funcionamiento de las numerosas etapas que requiere esta cadena, las cuales estn codificadas por el ADN nuclear e incluyen (DiMauro S. Mitochondrial diseases: un update. Resmenes de la 4ta Conferencia de Neurologa. Santiago de Cuba, 2004: 46-7). Transporte de protenas codificadas por ADN nuclear del citoplasma a la mitocondria. Se estima que son necesarias aproximadamente 1 000 protenas para el adecuado funcionamiento de la fosforilacin oxidativa. Los defectos hereditarios de esta compleja maquinaria pueden causar enfermedades mitocondriales. Factores nucleares para el ensamblamiento correcto de los complejos de la cadena respiratoria. Las mutaciones de estas protenas se asocian con las afecciones mitocondriales, como es el caso del sndrome de Leigh. Deficiencia del complejo II (succinato- uquinona oxidorreductasa) . CASOS ASOCIADOS CON SNDROME DE LEIGH para glanglioma autonmico dominante y feocromocitoma (familiar y espordico) Deficiencia del complejo III (succionato-citocromo C oxidorreductasa) y del V (ATP sintetasa) No se han informado casos relacionados con su deficiencia aislada. Deficiencia de coenzima Q10 (en el msculo esqueltico) Pacientes con mioglobinuria recurrente, alteraciones del sistema nervioso central (ataxia, epilepsia, retraso mental) y fibras rojas rasgadas (RRF). En la biopsia muscular se encuentra aumento de los lpidos. Pacientes con ataxia cerebelosa, signos piramidales y epilepsia.

Sndrome de Kearns-Sayre. La gentica del cido desoxirribonucleico mitocondrial (ADNmt) se diferencia de la del ADN nuclear por 4 aspectos fundamentales: 1. Herencia materna: Las mitocondrias y, por tanto, el ADNmt , solo se transmiten a travs del vulo, cuyo citoplasma es mucho ms grande que el del espermatozoide que no contribuye con mitocondrias en la fecundacin. Poliplasmia: En cada clula hay cientos o miles de molculas de ADNmt. 3. Segregacin mittica: Durante la divisin celular, las mitocondrias se distribuyen al azar entre las clulas hijas. 4. Alta velocidad de mutacin: La tasa de mutacin espontnea del ADNmt es 10 veces mayor que en el ADN nuclear. El ADN mitocondrial, que se halla empaquetado en una molcula circular de 16 569 pares de bases, 7, 8 ha sido completamente secuenciado y se conoce que contiene informacin para 37 genes: 2 tipos de cido ribonucleico ribosomal (ARNr), 22 ARN de transferencia (ARNt) y 13 polipptidos que son subunidades de enzimas de los complejos de la fosforilacin oxidativa (7 subunidades del complejo I, del complejo III, 3 del complejo IV y 2 del complejo V). El complejo II es codificado completamente por el ADN nuclear.9 La fosforilacin oxidativa: proceso mediante el cual se obtiene energa ATP en la clula a travs del sistema generador OXPHOS, que est compuesto por 5 complejos enzimticos proteinlipdicos: I. NADH ubiquinona oxidorreductosa II. Succinato ubiquinona oxirreductosa III. Ubiquinona citocromo C oxirreductosa IV. Citocromo C oxidasa V. ATP sintetasa Estas enzimas contienen flavina, coenzima Q10 (biquinona), grupos hierro-sulfuro, heme y protena fijadora de cobre. El sndrome de Kearns-Sayre es una enfermedad multisistmica progresiva que aparece antes de los 20 aos de edad y que est caracterizada clnicamente por PEO y retinopata pigmentaria. Adems suele ir acompaada de otros sntomas como ataxia, defectos musculares de la mitocondria, bloqueo de la conduccin cardiaca, elevados niveles de protena CSF (fluido cerebro espinal) por encima de 100 mg/dl, sordera y demencia, fallos endocrinos y renales.