¿Qué es una isoenzima?

Las isoenzimas son enzimas que catalizan reacciones químicas idénticas pero están compuestas de diferentes secuencias de aminoácidos. A veces se les conoce como isoenzimas. Las isoenzimas son producidas por diferentes genes y no son redundantes a pesar de sus funciones similares. Ocurren en muchos tejidos en todo el cuerpo y son importantes para diferentes procesos de desarrollo y metabólicos.

A medida que un organismo evoluciona, ocasionalmente se produce la duplicación de genes. Esto podría ser el resultado de una recombinación homóloga o reparación génica. Cuando la selección natural favorece el material genético duplicado, como en los casos en que el mismo gen es útil para diferentes procesos, la codificación duplicada se retiene y se forman isoenzimas.

Las isoenzimas son marcadores bioquímicos útiles y se pueden medir en el torrente sanguíneo para diagnosticar afecciones médicas. La fosfatasa alcalina (ALP) y la lactato deshidrogenasa (LDH) son ejemplos de isoenzimas que se usan comúnmente para este propósito.

LDH es esencial para la respiración anaeróbica. Cuando los niveles de oxígeno son bajos, LDH convierte el piruvato en lactato, proporcionando una fuente de energía muscular. Esta enzima existe en cinco variedades de isoenzimas en el cuerpo humano, numeradas de LDH-1 a LDH-5, y se puede encontrar en varios tejidos, incluidos el corazón, el hígado y los pulmones.

Los niveles elevados de isoenzimas LDH específicas pueden indicar daño tisular. Por ejemplo, después de un ataque cardíaco, el nivel sérico de LDH-1 es más alto que el de LDH-2 porque el tejido cardíaco dañado, que es rico en LDH-1, libera esa isoenzima en el torrente sanguíneo. Los altos niveles de LDH-5 se encuentran principalmente en tumores y pueden indicar la presencia de cáncer.

La ALP es una enzima que elimina los grupos fosfato de las moléculas del cuerpo y es importante para el correcto funcionamiento del hígado, los intestinos y la placenta. Los niveles anormalmente altos o bajos de ALP pueden indicar una variedad de afecciones, que incluyen enfermedad hepática, enfermedad ósea y embarazo. Una isoenzima ALP también está involucrada en el crecimiento óseo, y los altos niveles de esta isoenzima pueden indicar la formación de hueso nuevo.

Las isoenzimas se pueden diferenciar entre sí mediante electroforesis en gel. En la electroforesis en gel, los fragmentos de isoenzima se extraen a través de un gel espeso mediante una carga eléctrica. Cada isoenzima tiene una carga distinta por su secuencia de aminoácidos única. Esto permite que la electroforesis en gel separe los fragmentos en bandas para su identificación.

Como marcadores moleculares, las isoenzimas son útiles en genética de poblaciones. Los estudios de isoenzimas se realizan a nivel de población para analizar la variación genética y el flujo de genes. La presencia de isoenzimas se puede analizar en casos de nuevos fenotipos, o variaciones fisiológicas, dentro de las especies.