Aminoácidos y proteínas

Objetivo General

• Determinar e identificar los aminoácidos y las proteínas, su clasificación así mismo conocer su formación química y como sus funciones actúan en el organismo.

Objetivos específicos

• Conocer la definición y formación de los diferentes tipos de aminoácidos.  
• Identificar que son las proteínas, sus estructuras, como están clasificadas y cuáles son sus propiedades.

Aminoácidos

Son compuestos químicos que metabolizan en el organismo para ejercer diversas funciones, entre ellas, la más importante que es conformar las proteínas, siendo la base fundamental de estas.

Tienen un significado muy valioso, pues son elementos indispensables para el correcto funcionamiento de nuestros órganos y sistemas vitales, ya que se encuentran en una gran parte de músculos, tejidos y células.

Suelen identificarse en grupos según las características que poseen sus cadenas, sin embargo, existen algunos aminoácidos libres los cuales se separan de dichas cadenas durante su absorción para generar proteínas integrales útiles.

Algunos aminoácidos libres no requieren de un proceso digestivo para absorberse, los cuales se conocen como pre-digeridos y tienen por función producir enzimas necesarias para que se lleve a cabo una digestión correcta de los alimentos y nutrientes.[pic 1]

Funciones Esenciales

• Estructura; todos los tejidos que conforman nuestro cuerpo están compuestos por proteínas, por tanto, los aminoácidos cumplen importantes funciones en cuanto a la formación de músculos, huesos y órganos.
• Movimiento: las proteínas como la miosina y actina, las cuales componen nuestro sistema muscular, hacen posible la contracción de los músculos, facilitando nuestra correcta movilidad.
• Inmune: nuestro sistema inmunológico está compuesto por células que poseen proteínas, por tanto, si en estas no tendríamos defensas que aseguren la protección del organismo frente a la presencia de agentes externos como los virus y bacterias.
• Hormonal: todas las hormonas producen nuestras glándulas, para la realización de los procesos metabólicos del organismo son derivados de aminoácidos.
• Digestiva: las proteínas constituyen las enzimas, que están compuestas de aminoácidos. Dichas enzimas son las encargadas de llevar a cabo el proceso de absorción de nutrientes a través de la digestión.
• Transporte: la principal proteína (compuesta de aminoácidos) que está presente en la sangre es al albumina, la cual tiene la función de transportar por el torrente sanguíneo todos los nutrientes, medicamentos y otras sustancias que ingresan a nuestro organismo.

Péptidos

Un péptido es una molécula que resulta de la unión de dos o más aminoácidos mediante enlaces amida. En los péptidos y en las proteínas, estos enlaces amida reciben el nombre de enlaces peptídicos y son el resultado de la reacción del grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo de otro, con eliminación de una molécula de agua.

Existen diversos tipos de péptidos, entre ellos tenemos: cuando el péptido está formado por menos de 10 AA es un oligopéptido, cuando tiene entre 10 a 50 AA se llaman polipéptidos y si es mayor el número de AA se considera una proteína.  

Clasificación de los aminoácidos

Son los que el cuerpo humano no puede generar por si solo lo que significa que la única fuente de estos es mediante la ingesta directa por medio de la dieta. Cuando un alimento contiene todos los aminoácidos esenciales este alimento es de alta o buena calidad, ejemplos de estos alimentos son: Origen animal: carne, los huevos y los lácteos; Origen vegetal: la soya y quínoa.

Proteínas

Estructura de las proteínas

Todas las proteínas poseen la misma estructura química, esta consiste en una cadena lineal de aminoácidos. Lo que diferencia a una proteína de otra es la secuencia de aminoácidos con la que está hecha, esta secuencia es conocida como estructura primaria de la proteína, esta define la función que cumplirá dicha proteína. La estructura secundaria de las proteínas es la secuencia de aminoácidos en la cadena proteica ósea el número de aminoácidos presentes, el orden en el cual están enlazados y la forma en la que se pliega la cadena. La tercera estructura es el modo en el cual la cadena poli peptídica se enrolla en el espacio. La mayoría de proteínas se componen de varias cadenas poli peptídicas o monómeros asi formando proteínas multimericas mayores, este es conocido como estructura cuaternaria.

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Síntesis de Proteínas.

 Las proteínas son cadenas de aminoácidos en pequeñas porciones de ADN. El ADN copia la información en una molécula de ARN mensajero (ARNm) que sale del núcleo al ribosomas, esta etapa se denomina transcripción. Las proteínas están formadas por aminoácidos, cada aminoácido contiene tres bases nitrogenadas llamadas triplete o codón. El ARN de transferencia (ARNt) es el encargado de transportar los aminoácidos hasta el ribosoma, uno de sus brazos se une al aminoácido que debe transportarse y otro presenta una secuencia complementaria con el codón respectivo, en ese proceso se lee o interpreta el mensaje llevado por el ARNm y se une a los aminoácidos hasta formar las proteína. El primer codón codifica el aminoácido metionina con el que se inician todos los procesos de traducción celular, luego llega otro ARN con otro aminoácido y son unidos por una enzima y esta secuencia se repite hasta que un codón especifico señala que la proteína está completa por lo que se libera hasta el citoplasma y el ribosomas se desune y queda libre para iniciar una nueva traducción.  

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Propiedades de las proteínas

1. Especificidad: Es la función determinada que lleva a cabo cada proteina, esto sucede porque cada proteina tiene una determinada estructura primaria y una conformación espacial propia.
2. Desnaturalización: es la pérdida de la estructura terciaria por consecuencia de romperse los puentes que la conforman, esta se puede producir por: cambios de temperatura, como por ejemplo, un huevo frito o cocido, y variaciones del pH. Dependiendo de las condiciones una proteína desnaturalizada puede volver a su anterior conformación, esto es conocido como re naturalización.

Clasificación de Proteínas  

Los siguientes criterios proporcionan la clasificación de las proteínas: su composición química, su estructura, sensibilidad y su solubilidad.

Clasificacion:

1. Holoproteínas o proteínas simples: son proteínas formadas estrictamente por aminoácidos. Estas pueden ser globulares o fibrosas.

1. Globulares: Las proteínas globulares resaltan por doblar sus cadenas en una forma esférica compacta dejandolo los grupos hidrófobos hacia dentro de la proteína y los grupos hidrófilos hacia afuera lo que hace que sean solubles en disolventes polares. Ejemplos de proteínas globulares: encima, anticuerpos, algunas hormonas, proteínas de transporte.  Algunos tipos son:

• Prolamina: gliadina (trigo), hordeína (cebada)
• Gluteninas: glutenina (Trigo), orizanina (arroz)
• Albúminas: ser albúmina (sangre), ovoalbúmina (el huevo), lacto albúmina (leche)
• Hormonas: insulina, hormona del crecimiento, prolactina y tirotropina.
• Enzimas: hidrolasa, oxidasa, ligasas, transferasas.

1. Fibrosas: Estos presentan cadenas polipeptídicas largas y una estructura secundaria típica. Son insolubles en agua y en soluciones acuosas. Proteínas fibrosas:

• Colágeno: Tejidos conjuntivos (cartilaginoso)[pic 4]
• Queratina: en formaciones epidérmicas (cabello, uñas)
• Elastina: En tendones y vasos sanguíneos.
• Fibroína: En hilos de seda (arañas, insectos)

2. Heteroproteínas están formadas por una fracción proteínica y por un grupo no proteínico (grupo prostético, existen varios tipos:

1. Glucoproteínas: estas son moléculas formadas por una fracción glucídica y una fracción proteica unida por enlaces covalentes. Las principales son: las mucinas de secreción como las salivales, glucoproteínas en la sangre y glucoproteínas de las membranas celulares (ribonucleasa, mucoproteínas, anticuerpos, hormona luteinizante).
2. Lipoproteínas: son macromoleculares esféricos formados por un núcleo que contiene lípidos apolares (colesterol, esterificados y triglicéridos) y una capa externa polar formada por fosfolípidos, colesterol libre y proteínas. La función principal de las lipoproteínas es el transporte de triglicéridos, colesterol y otros lípidos a través de la sangre. Las lipoproteínas se clasifican según su densidad: Lipoproteínas de alta densidad, lipoproteínas de baja densidad y lipoproteínas de muy baja densidad.
3. Nucleoproteínas: son proteínas estructuralmente asociadas con un ácido nucleico (ADN y ARN). Esta proteína forma complejos estables con los ácidos nucleicos.
4. Cromoproteína o pigmentos: Poseen como grupo prostético una sustancia colorada, estos pueden ser pigmentos porfirínico como los citocromos que transportan electrones.

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Funciones y ejemplos de proteínas

1. Función de resistencia o función estructural: forman tejidos de sostén y relleno que dan elasticidad y resistencia a órganos y tejidos.
2. Enzimática: son las más especializadas y numerosas. Estas actúan como biocatalizadores acelerando las reacciones químicas del metabolismo. Las sustancias  que se forman por medio de una reacción enzimática se conocen como substratos  estos tiene un sitio específico en la superficie de la proteína conocido como activo, así ayudan a que se aceleren las reacciones.
3. Hormonal: algunas hormonas son de origen proteico como la insulina, glucagón, hormona de crecimiento y calcitonina.
4. Defensiva: Las proteínas crean anticuerpos y regulan factores contra infecciones o agentes extraños, por ejemplo fibrinógeno y la trombina ayudan a la formación de coágulos de sangre para evitar hemorragias.
5. Transporte: Realizan funciones de transporte, como, la hemoglobina y la mioglobina que transportan oxígeno en la sangre.
6. Reserva: Las proteínas tienen una reserva energética pudiendo aportar hasta 4 calorías por gramo, por ejemplo, la lacto albúmina de la leche o la ovoalbúmina de la clara de huevo.
7. Reguladoras: Tienen funciones reguladoras por los compuestos de hemoglobina, hormona, enzima y vitamina, estas son causantes de algunas de las reacciones químicas que suceden en el organismo.    
8. Contracción muscular: La miosina y actina es a través de cómo se contraen los músculos, es una función de las proteínas contráctiles estas facilitan el movimiento de las células, constituyendo las miofibrillas que son responsables de la contracción de los músculos.
9. Homeostática: Estas funcionan como amortiguadores manteniendo en diversos medios el equilibrio homeostático.

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Artículo de Revista: suplemento III. No.3866. 13 de Mayo del 2010. Patrocinado por el instituto Tomas Pascual Sanz.

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