Funciones de los iones metálicos en bioquímica

Escrito por natasha parks | Traducido por mayra cabrera
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Funciones de los iones metálicos en bioquímica
Sin iones metálicos, tu cuerpo podría cesar de funcionar efectivamente. (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

Dos tercios de todos los elementos son metales. Una de sus propiedades más importantes es que no pueden ser fácilmente ionizados. Esto significa que sobreviven en el cuerpo en su forma iónica y puede participar en muchas reacciones biológicas. Debido a que hay tantos papeles de iones metálicos en la bioquímica, deben ser divididos en categorías y explicados con ejemplos.

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Las moléculas de ARN y la síntesis proteica

Aunque la baja ionización es generalmente beneficiosa para los iones metálicos en bioquímica, los metales más reactivos pueden haber favorecido la evolución de moléculas de ácido ribonucleico (ARN) en modernas máquinas de síntesis de proteínas. La síntesis de proteínas es el mecanismo que permite a los seres humanos construir moléculas complejas como enzimas, chaperones y proteínas de transporte celular. El magnesio y el potasio son dos ejemplos de iones metálicos útiles en la biología del ARN. Ambas son especies catiónicas que pueden unirse cercanamente al RNA polianiónico y puede ayudar a la molécula de ARN durante el plegado, lo que significa que funciona con mayor eficacia durante la síntesis de proteínas.

Catálisis enzimática

Los iones metálicos desempeñan un papel importante en la formación de metales complejos y trabajan estrechamente con muchas enzimas en el cuerpo. Ellos son los mediadores o "co-sustratos" de muchas reacciones relacionadas con las enzimas, de unirse brevemente a una sección de la molécula, con lo que junto con su sustrato, después lo libera de nuevo cuando la reacción ha tenido lugar. La ADN ligasa es un ejemplo de una enzima que tiene un ion metálico presente en su sitio activo durante la fase de reacción o "catálisis". El ion metálico ayuda a acelerar la reacción mediante la elaboración del sustrato en el sitio activo y lo mantiene allí utilizando fuerzas electrostáticas. Las metalo-enzimas se forman cuando el ion metálico se une más fuertemente a la enzima, creando un complejo estable, como el hierro en la hemoglobina en la sangre.

Uso de la energía en los músculos

El magnesio trabaja con el complejo de ATP (trifosfato de adenosina) para permitir que tus músculos obtengan la energía de los alimentos. Este es otro proceso esencial para la vida. La catálisis de los iones metal provoca una estabilización de desarrollar carga negativa en las partes de los sustratos que están tratando de salir del sitio activo del complejo de ATP. Esto los libera para salir, así que su correcto procesamiento puede continuar. Si el sustrato no ha salido de la molécula después de la fase de reacción, el ATP sería incapaz de aceptar nuevos sustratos. No debería tomarse nueva energía para la función muscular.

Regulación de genes y control de enfermedades

Aproximadamente un tercio de todas las proteínas conocidas contienen iones metálicos como cofactores. Una función importante que llevan a cabo estos quelatos metálicos o complejos, es en la regulación de genes, lo cual es vital para la supervivencia de la especie. Muchas enfermedades, incluyendo defectos genéticos, se han identificado como causado únicamente por defectos, inconsistencias y metabolismo incorrecto de los iones metálicos en el cuerpo. Los metales de platino, que tienen una estereoquímica rica y puede actuar como co-factores fuertes y eficaces, no son conocidos por su aparición en el cuerpo. En la actualidad se están utilizando en la investigación para desarrollar reacciones bioquímicas más rápidas y más eficientes, que pueden ser capaces de ayudar a prevenir o tratar enfermedades como la hemocromatosis y el trastorno de Menkes.

Almacenamiento de hierro

El hierro es esencial para tu cuerpo por muchos motivos, entre ellos su importante función en la sangre y en el hígado. El hierro no puede ser absorbido o eliminado del cuerpo sin la ayuda de moléculas complejas llamadas "quelantes". La transferrina es un ejemplo de origen natural. Los quelantes de hierro ayudan a absorber el hierro en el tracto gastrointestinal, pero algunas personas tienen una condición que las hace absorber demasiado. Si el exceso de hierro no se elimina y se excreta, pueden desarrollar un caso intoxicación por hierro que ponga en peligro su vida. Esto representa un interesante equilibrio entre la función correcta de un complejo de ión metálico y una pérdida mortal de la función. Los quelatos sintéticos están diseñados para tratar la sobrecarga de hierro.

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