Τι είναι το ισοένζυμο;

Τα ισοένζυμα είναι ένζυμα που καταλύουν ταυτόσημες χημικές αντιδράσεις αλλά αποτελούνται από διαφορετικές αλληλουχίες αμινοξέων.Μερικές φορές αναφέρονται ως ισοζύματα.Τα ισοένζυμα παράγονται από διαφορετικά γονίδια και δεν είναι περιττές παρά τις παρόμοιες λειτουργίες τους.Εμφανίζονται σε πολλούς ιστούς σε όλο το σώμα και είναι σημαντικοί για διαφορετικές αναπτυξιακές και μεταβολικές διεργασίες. "Καθώς εξελίσσεται ένας οργανισμός, εμφανίζεται περιστασιακά η γονιδιακή αλληλεπικάλυψη.Αυτό μπορεί να είναι το αποτέλεσμα ομόλογου ανασυνδυασμού ή επισκευής γονιδίων.Όταν η φυσική επιλογή ευνοεί το διπλό γενετικό υλικό, όπως και στις περιπτώσεις όπου το ίδιο γονίδιο είναι χρήσιμο για διαφορετικές διεργασίες, η διπλή κωδικοποίηση διατηρείται και τα ισοένζυμα σχηματίζονται. Τα ισοένζυμα είναι χρήσιμοι βιοχημικοί δείκτες και μπορούν να μετρηθούν στην κυκλοφορία του αίματος για να διαγνώσουν ιατρικήσυνθήκες.Η αλκαλική φωσφατάση (ALP) και η γαλακτική αφυδρογονάση (LDH) είναι παραδείγματα ισοενζύμων που χρησιμοποιούνται συνήθως για το σκοπό αυτό.

Η LDH είναι απαραίτητη για την αναερόβια αναπνοή.Όταν τα επίπεδα οξυγόνου είναι χαμηλά, η LDH μετατρέπει το πυροσταφυλικό σε γαλακτικό, παρέχοντας μια πηγή μυϊκής ενέργειας.Αυτό το ένζυμο υπάρχει σε πέντε ποικιλίες ισοενζύμου στο ανθρώπινο σώμα, αριθμημένο LDH-1 μέσω LDH-5 και μπορεί να βρεθεί σε διάφορους ιστούς, συμπεριλαμβανομένης της καρδιάς, του ήπατος και των πνευμόνων.Για παράδειγμα, μετά από καρδιακή προσβολή, το επίπεδο LDH-1 ορού είναι υψηλότερο από αυτό του LDH-2 επειδή ο κατεστραμμένος καρδιακός ιστός, ο οποίος είναι πλούσιος σε LDH-1, απελευθερώνει το ισοένζυμο στην κυκλοφορία του αίματος.Τα υψηλά επίπεδα LDH-5 βρίσκονται κυρίως σε όγκους και μπορούν να υποδεικνύουν την παρουσία καρκίνου. Το ALP είναι ένα ένζυμο που αφαιρεί τις φωσφορικές ομάδες από μόρια στο σώμα και είναι σημαντική για τη σωστή λειτουργία του ήπατος, των εντέρων και του πλακούντα.Τα ασυνήθιστα υψηλά ή χαμηλά επίπεδα ALP μπορούν να υποδηλώνουν ποικίλες καταστάσεις, συμπεριλαμβανομένης της ηπατικής νόσου, της οστικής νόσου και της εγκυμοσύνης.Ένα ισοένζυμο ALP εμπλέκεται επίσης στην ανάπτυξη των οστών και τα υψηλά επίπεδα αυτού του ισοενζύμου μπορούν να υποδεικνύουν νέο σχηματισμό οστού. Τα ισοένζυμα μπορούν να διαφοροποιηθούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας ηλεκτροφόρηση πηκτής.Στην ηλεκτροφόρηση πηκτής, τα θραύσματα ισοενζύμου τραβιούνται μέσα από ένα παχύ πήκτωμα με ηλεκτρικό φορτίο.Κάθε ισοένζυμο έχει ένα ξεχωριστό φορτίο της δικής του λόγω της μοναδικής αλληλουχίας αμινοξέων του.Αυτό επιτρέπει στην ηλεκτροφόρηση πηκτής να διαχωρίσει τα θραύσματα σε ζώνες για ταυτοποίηση. "Ως μοριακοί δείκτες, τα ισοένζυμα είναι χρήσιμα στην πληθυσμιακή γενετική.Οι μελέτες ισοενζύμου διεξάγονται σε επίπεδο πληθυσμού για την ανάλυση της γενετικής παραλλαγής και της ροής γονιδίων.Η παρουσία ισοενζύμων μπορεί να αναλυθεί σε περιπτώσεις νέων φαινοτύπων ή φυσιολογικών παραλλαγών, εντός των ειδών.