Enviar mensajes a los músculos
En su día a día, camina, recoge objetos y abre puertas. Por lo general, no nos detenemos a pensar en todo lo que nuestro cuerpo hace todos los días. Pero, ¿cómo saben sus piernas moverse, cómo saben cuándo dejar de moverse? ¿Cómo levanta tu mano y luego suelta el bolígrafo que usaste para escribir notas? El cerebro puede enviar señales a través del sistema nervioso. Uno de los neurotransmisores del sistema nervioso, la acetilcolina transfiere las señales del sistema nervioso a los músculos, diciéndoles que se contraigan, esto nos permite movernos.
Pero, si los neurotransmisores de acetilcolina permanecieran, se interpondrían en el camino de nuevos mensajes a los músculos. Por lo tanto, deben destruirse rápidamente para evitar esta interferencia. La acetilcolinesterasa es la enzima que descompone la acetilcolina tan pronto como completa su mensaje a los músculos. Esta reacción debe ocurrir rápidamente y, por lo tanto, esta enzima facilita una de las reacciones más rápidas en el cuerpo: romper la molécula en aproximadamente 80 microsegundos. ¿Sabes cuánto dura un microsegundo? ¡Hay un millón de microsegundos en un solo segundo! ¡Piénselo, en 80 millonésimas de segundo la enzima ya ha roto la acetilcolina!
Esta reacción prosigue rompiendo la acetilcolina en ácido acético y colina. Estas piezas se pueden utilizar para producir nuevos neurotransmisores de acetilcolina.
Mecanismo de acetilcolinesterasa y sitio activo
El sitio activo de la acetilcolinesterasa contiene una serina (en el residuo 203), un ácido glutámico (en el residuo 334) y una histidina (en el residuo 447).
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El mecanismo de reacción general procede primero haciendo que la serina se una a la acetilcolina. Se une al grupo acetilo de la acetilcolina, rompiendo el enlace entre el grupo acetilo y el grupo colina. Esto libera colina.
El agua puede entonces reemplazar el grupo acetilo unido a la serina, liberando el grupo acetilo y reformando la serina.
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La histidina actúa como aceptor y donante de protones en la reacción, para ayudar a acelerar la reacción. Se desconoce el papel exacto del ácido glutámico. Pero la teoría predominante es que el ácido glutámico ayuda a estabilizar el catión formado en el grupo acetilo durante la reacción. La carga negativa parcial del ácido glutámico le permite estabilizar la carga positiva del grupo acetilo.
Se forma un agujero de oxanión en la enzima con triptófano (residuo 86), tirosina (residuo 337) y ácido glutámico (residuo 202). Los residuos aromáticos (Trp y Tyr) ayudan a crear interacciones hidrófobas con el grupo acetilcolina y la carga negativa del ácido glutámico ayuda a atraer la acetilcolina cargada positivamente a la enzima.
Resumen de la lección
La acetilcolina es un neurotransmisor que transmite mensajes del sistema nervioso a los músculos, diciéndoles que se contraigan. Pero si estos neurotransmisores permanecen durante mucho tiempo después de que se haya transmitido el mensaje, pueden interferir con mensajes adicionales. Entonces, la acetilcolinesterasa la descompone rápidamente en acetilo y colina. Esto ocurre en el sitio activo que contiene serina, ácido glutámico e histidina.
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