¿Alguna vez te has imaginado tener un superpoder? Correr tan rápido como el viento, pedalear a la velocidad de un rayo tu bicicleta o bien observar un pájaro a lo lejos sin el uso de binoculares. En algún momento, todos nos hemos preguntado cómo podríamos potencializar nuestras capacidades físicas e intelectuales. Lo sorprendente es que, en la naturaleza, todos los seres vivos contamos con algo muy parecido a un superpoder que trabaja silenciosamente y sin descanso para mantener activa la vida en nuestro planeta.
Este “superpoder” invisible es la producción de enzimas, las cuales son moléculas diminutas, presentes en los procesos vitales de los seres vivos y capaces de regular casi todas las reacciones químicas (Ramírez y Ayala, 2014). En el cuerpo humano se encuentran en la saliva, la sangre y prácticamente en todas nuestras células, participando en procesos esenciales como la digestión y la respiración. Ejemplo de ello es la enzima anhidrasa carbónica, la cual es esencial para la respiración, pues su función es convertir el dióxido de carbono en bicarbonato para que pueda ser transportado a través de la sangre desde los tejidos hasta los pulmones, y así ser expulsado (Boone et al., 2013).
Las enzimas son fundamentales para todos los seres vivos (Figura 1); por ejemplo, los hongos utilizan enzimas para descomponer hojas, madera y otros materiales, lo que les permite obtener los nutrientes necesarios para sobrevivir y, al mismo tiempo ayudan al reciclaje de la materia orgánica (Heredia, 2020). En las plantas, son moléculas clave para la fotosíntesis e incluso ciertas enzimas participan en la producción de pigmentos como la clorofila y los carotenoides, responsables de los que observamos en hojas y flores (Nazari et al., 2024).
Para entender mejor cómo funciona este “superpoder”, imagina que las enzimas son pequeñas llaves diseñadas para encajar en una cerradura muy específica: el sustrato (Figura 2). Gracias a este mecanismo de reconocimiento, cada enzima interactúa solo con la molécula adecuada. Cuando ambas encajan perfectamente, ocurre algo sorprendente: una reacción que sería extremadamente lenta sucede en instantes, transformando al sustrato en un producto completamente nuevo (Ramírez y Ayala, 2014).
¿Pero qué pasa cuando una de estas “llaves” falta? Un caso claro es la fenilalanina hidroxilasa, una enzima encargada de convertir un aminoácido de los alimentos en sustancias necesarias para nuestro organismo. Sin la enzima, los niveles de fenilalanina se acumulan en el cuerpo, causando un trastorno metabólico llamado fenilcetonuria. La acumulación de este aminoácido causa daño neuropsicológico, pudiendo causar convulsiones, hiperactividad y un peculiar olor a “moho” o humedad en pacientes sin tratamiento. Para el tratamiento a pacientes con este trastorno se recomienda una estricta dieta sin lácteos, huevo, nueces, frijoles y carne, para evitar consumir sustancias que su cuerpo no es capaz de digerir (van Wegberg et al., 2017) por no producir la enzima fenilalanina.
La importancia de las enzimas va más allá del ámbito biológico. Su versatilidad ha permitido su uso en diversos sectores industriales y actividades productivas (Figura 3). En la industria textil, por ejemplo, se emplean para obtener texturas y colores específicos; en la industria de bebidas se utilizan para la clarificación de jugos y vinos; en la producción de biocombustibles participan en la obtención de bioetanol; e incluso en el área de la biorremediación se estudian por su capacidad para degradar contaminantes en el suelo y el agua (El-Gendi et al., 2022).
Actualmente, aproximadamente la mitad de las enzimas utilizadas a nivel mundial provienen de hongos, el 35% de bacterias y el 15% restante se obtiene de plantas y animales (del Moral et al., 2015). Estas cifras muestran la importancia de la biodiversidad para la obtención de productos naturales tan relevantes como las enzimas, cuyo estudio se posiciona como una temática de interés biotecnológico por su aprovechamiento en sectores de alto impacto económico y ambiental.
Referencias:
Boone, C. D., Habibzadegan, A., Gill, S. y McKenna, R. (2013). Carbonic anhydrases and their biotechnological applications. Biomolecules, 3(3), 553-562.
del Moral, S., Ramírez, L. y García, M. (2015). Aspectos relevantes del uso de enzimas en la industria de los alimentos. Revista Iberoamericana de Ciencias, 2(3), 87-102.
El-Gendi, H., Saleh, A., Badierah, R., Redwan, E., El-Maradny, Y., y El-Fakharany, E. (2022). A Comprehensive Insight into Fungal Enzymes: Structure, Classification, and Their Role in Mankind’s Challenges. Journal of Fungi, 8(1).
Heredia, G. (2020). La importancia de los hongos (Fungi) en los servicios ecosistémicos. Bioagrociencias, 13(2), 98-108.
Nazari, M., Kordrostami, M., Ghasemi, A., Eaton, J., Pashkovskiy, P., Kuznetsov, V. y Allakhverdiev S. (2024). Enhancing Photosynthesis and Plant Productivity through Genetic Modification. Cells, 13(16).
Ramírez, J. y Ayala M. (2014). Enzimas ¿qué son y cómo funcionan? Revista Digital Universitaria, 15(12).
van Wegberg, A., MacDonald, A., Ahring, K., Bélanger, A., Blau, N., Bosch, A., Burlina, A., Campistol, J., Feillet, F., Giżewska, M., Huijbregts, S., Kearney, S., Leuzzi, V., Maillot, F., Muntau, A., van Rijn, M., Trefz, F., Walter, J. y van Spronsen, F. (2017) The complete European guidelines on phenylketonuria: diagnosis and treatment. Orphanet J Rare Dis, 12 (1).
*Red de Biodiversidad y Sistemática