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OBJETIVOS
Después de estudiar este capítulo, el lector debería:
Explicar por qué los metales de transición esenciales a menudo se denominan micronutrientes.
Describir la importancia de la multivalencia en la capacidad de los metales de transición para participar en el transporte de electrones y en las reacciones de oxidación-reducción.
Comprender en qué se diferencian los ácidos de Lewis y de Bronsted-Lowry.
Definir el término “incorporación en complejos” en el contexto de los iones metálicos.
Proporcionar una justificación de por qué el zinc es un grupo prostético común en las enzimas que catalizan las reacciones hidrolíticas.
Enumerar cuatro beneficios obtenidos al incorporar metales de transición en complejos organometálicos in vivo.
Citar un ejemplo de un metal de transición que funcione como portador de electrones en una proteína, portador de oxígeno en otra y catalizador redox en otra más.
Detallar cómo la posesión de múltiples iones metálicos permite que las metaloenzimas oxidasa de citocromo y nitrogenasa catalicen la reducción de oxígeno y nitrógeno molecular, respectivamente.
Caracterizar dos mecanismos por los cuales los niveles excesivos de metales de transición pueden ser dañinos para los organismos vivos.
Formular una definición operativa del término “metal pesado” y listar tres estrategias para tratar la intoxicación aguda por esos metales.
Exponer los procesos mediante los cuales se absorben Fe, Co, Cu y Mo en el tubo digestivo humano.
Especificar la función metabólica de la oxidasa de sulfito y la afección que produce su deficiencia.
Indicar la función de los motivos de dedos de zinc y dar un ejemplo de su papel en el metabolismo de los iones metálicos.
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IMPORTANCIA BIOMÉDICA
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El mantenimiento de la salud y la vitalidad humanas requiere la ingestión de niveles traza de numerosos elementos inorgánicos, entre ellos los metales de transición hierro (Fe), manganeso (Mn), zinc (Zn), cobalto (Co), cobre (Cu), níquel (Ni), molibdeno (Mo), vanadio (V) y cromo (Cr). En general, los metales de transición están secuestrados dentro del cuerpo en complejos organometálicos que hacen factible controlar su reactividad, en especial su propensión a generar especies reactivas de oxígeno (ROS, reactive oxygen species) dañinas, y dirigirlas donde sea necesario. Los metales de transición son componentes clave de numerosas enzimas y proteínas de transporte de electrones, así como de las proteínas de transporte de oxígeno, hemoglobina y hemocianina. Los motivos de dedos de zinc brindan los dominios de unión al DNA para muchos factores de transcripción, mientras que los grupos de Fe-S se encuentran en varias de las enzimas que participan en la replicación y reparación del DNA. Las deficiencias nutricionales o de origen genético de estos metales se relacionan con una variedad de afecciones entre las que se hallan la anemia perniciosa (Fe), la enfermedad de Menkes (Cu) y la deficiencia de la oxidasa de sulfito (Mo). Cuando se ingieren en grandes cantidades, la mayoría de los metales pesados, incluidos varios de los metales de transición esenciales de la nutrición, son de alta ...