¿Por qué el cuerpo no puede hacer aminoácidos esenciales?

Los aminoácidos se forman mediante una tonelada de vías de síntesis superpuestas y retorcidas, como se muestra en esta tabla:
Cada nombre en una caja blanca es un aminoácido, mientras que cada flecha representa una reacción química diferente. En el centro se encuentra la glucólisis (a partir de la glucosa en la parte superior) y el ciclo del ácido cítrico, que podría decirse que es la vía metabólica central en casi todos los organismos que usan oxígeno, ya que produce energía a partir de la glucosa.

Entonces, para pasar de oxaloacetato a isoleucina, la célula tiene que catalizar 11 reacciones químicas diferentes, cada una de las cuales requiere su propia enzima y, por lo tanto, su propio gen. Pierde cualquiera de los genes que codifican las enzimas que convierten a cualquiera de los precursores en isoleucina, y la célula no puede producirla en absoluto.

Esencialmente, perdimos la capacidad de producir estos aminoácidos porque los alelos mutantes de un puñado de enzimas de síntesis surgieron en nuestros ancestros ancestrales, y los individuos con esos mutantes pudieron sobrevivir al comer alimentos que contenían los aminoácidos que no pueden producir. Dada la cantidad de cuellos de botella presentes en las vías de síntesis de aminoácidos, no se necesitarían muchas mutaciones para hacernos incapaces de hacer nueve de las veinte, solo cinco, según mi recuento.

Este gráfico muestra la vía de síntesis completa, por lo tanto, la síntesis de los 20 aminoácidos. Los seres humanos han perdido la capacidad de producir histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina, lo que básicamente significa que hemos perdido una enzima que procesa el piruvato en leucina y valina (caja amarilla, abajo a la izquierda), una una sola enzima requerida para convertir el aspartato en precursores para otras cuatro (caja verde, izquierda), una enzima que convierte la glutamina en histidina (caja roja, derecha) y las enzimas que producen triptófano y fenilalanina (caja azul, arriba a la derecha).

Básicamente, el esfuerzo requerido para construir y mantener algunas de las vías de síntesis más complejas, especialmente aquellas en la caja verde, fue superado por el requisito de que complementamos nuestras dietas con los aminoácidos que no podemos obtener.

Lamento que esta respuesta sea bastante clara en cuanto a los detalles, pero un bioquímico o un biólogo evolutivo podrá completar los detalles históricos por usted. Esencialmente en alguna coyuntura en nuestra historia evolutiva (que es mamíferos superiores), las instalaciones biológicas para crear a partir de cero aminoácidos esenciales se volvieron obsoletas ya que los organismos que comieron otros organismos que sí tenían estas instalaciones biológicas, pudieron salvar estos aminoácidos de la digestión.

Entonces, como suele ser el caso con la evolución, todo se reduce a la eficiencia. En el momento en que los aminoácidos esenciales podían obtenerse a través de la dieta, el mecanismo para crearlos internamente ya no era necesario, y la energía que se gastaba en mantener las diversas vías y sus equipos se gastaría mejor en otros lugares. Así que fue una compensación evolutiva, tan pronto como existió suficiente población de organismos productores de aminoácidos esenciales, las mutaciones relacionadas con otras áreas de supervivencia fueron favorables a los genes que codifican el mecanismo de creación de aminoácidos.

el cuerpo puede sintetizar otros aminoácidos a través de la vía de novo.

para otros aminoácidos no hay vías para la síntesis ..! o se perdieron en el tiempo o ya no funcionan o son ineficientes en la producción.

cierta síntesis de aminoácidos requiere cofactores complejos que podrían dañar el sistema.

pero el cuerpo los necesita para funcionar, por eso son llamados como tales.

En cuanto a su segunda pregunta: ¡nuestros genes DO codifican estos aminoácidos esenciales! Los necesitamos, y nuestro cuerpo sabe que los necesitamos, simplemente no somos autosuficientes con respecto a su generación, por lo que tenemos que obtenerlos previamente de una fuente separada.