Proteinas. Clasificacion de las proteinas

PROTEINAS

CLASIFICACION DE LAS PROTEINAS

Las proteínas son polímeros lineales de α-aminoácidos con amplia variabilidad

estructural y funciones biológicas muy diversas. La veriedad de proteínas es elevadísima,

y para su clasificación se puede recurrir a criterios físicos, químicos, estructurales o

funcionales.

El criterio físico más utilizado es la solubilidad. Así se distinguen (1) las

albúminas (proteínas que son solubles en agua o en disoluciones salinas diluídas), (2) las

globulinas (que requieren concentraciones salinas más elevadas para permanecer en

disolución), (3) las prolaminas (solubles en alcohol), (4) las glutelinas (sólo se

disuelven en disoluciones ácidas o básicas), y (5) las escleroproteínas (son insolubles en

la gran mayoría de los disolventes).

Desde un punto de vista químico, existen dos grandes grupos de proteínas: (1)

las proteínas simples, formadas exclusivamente por α-aminoácidos, y (2) las proteínas

conjugadas, que contienen además una proporción significativa de otros componentes.

La fracción no aminoacídica se llama grupo prostético, y puede ser un azúcar, un lípido,

un ácido nucleico o una sustancia inorgánica. La proteína en ausencia de su grupo

prostético se llama apoproteína, y en presencia de él se llama holoproteína. Así,

holoproteína = apoproteína + grupo prostético. Son proteínas conjugadas la hemoglobina,

la mioglobina, los citocromos, etc.

En cuanto a su forma molecular, las proteínas son globulares cuando la cadena

polipeptídica aparece enrollada sobre sí misma dando lugar a una estructura más o menos

esférica y compacta. Cuando hay una dimensión que predomina sobre las demás, se dice

que la proteína es fibrosa. Las proteínas fibrosas, por lo general, tienen funciones

estructurales.

Algunas proteínas constan de una sola cadena polipeptídica, y se llaman proteínas

monoméricas, mientras que otras constan de varias cadenas polipeptídicas, y se llaman

proteínas oligoméricas. Las distintas cadenas polipeptídicas que componen una proteína

oligomérica se llaman subunidades, y pueden ser iguales o distintas entre sí.

Dada la gran variedad de estructuras a que puede dar lugar una secuencia

aperiódica de 20 α-aminoácidos distintos es difícil hacer una clasificación más

descriptiva o conceptual. Sin embargo, los criterios que hemos descrito son muy útiles

desde el punto de vista práctico, y nos permiten definir al colágeno como una proteína

simple, fibrosa y oligomérica, y al citocromo c como una proteína conjugada, globular y

monomérica.

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FUNCIONES BIOLOGICAS DE LAS PROTEINAS

La gran hetereogeneidad estructural de las proteínas les permite cumplir

múltiples funciones en el ser vivo. Así como los polisacáridos se reducen a ser

sustancias de reserva o moléculas estructurales, las proteínas, además de abarcar estas

funciones, asumen otras muy variadas. Describir las funciones de las proteínas equivale a

describir en términos moleculares todos los fenómenos biológicos.

La gran mayoría de las reacciones metabólicas tienen lugar gracias a la presencia

de un catalizador de naturaleza proteica específico para cada reacción. Estos

biocatalizadores de naturaleza proteica reciben el nombre de enzimas. La gran mayoría

de las proteínas son enzimas.

Las estructuras encargadas del reconocimiento de señales químicas de cualquier

tipo son proteínas. Así, los receptores hormonales y los receptores de neurotransmisores

son estructuras proteicas, que por lo general, interaccionan con sus ligandos por

complementariedad entre sus estructuras. Muchos de estos ligandos (hormonas y

neurotransmisores) son, a su vez, de naturaleza proteica.

En los seres vivos son esenciales los fenómenos de transporte, bien para llevar

una molécula hidrofóbica a través de un medio acuoso (transporte de oxígeno o lípidos a

través de la sangre) o bien para transportar moléculas polares a través de barreras

hidrofóbicas (transporte a través de la membrana plasmática). Los transportadores

biológicos son siempre proteínas.

Hay proteínas cuya principal función es estructural. Las células poseen un

citoesqueleto de naturaleza proteica que constituye un armazón alrededor del cual se

organizan todos sus componentes, y que dirige fenómenos tan importantes como el

transporte intracelular o la división celular. En los tejidos de sostén (conjuntivo, óseo,

cartilaginoso) de los vertebrados, las fibras de colágeno son las encargadas de conferir

resistencia mecánica tanto a la tracción como a la compresión

La propiedad fundamental de los mecanismos de defensa es la de discriminar lo

propio de lo extraño. Así, tanto en los sistemas de restricción bacteriana como en las

defensas de los vertebrados superiores (sistema inmunitario), las proteínas juegan un

papel fundamental. En bacterias, las llamadas endonucleasas de restricción se encargan

de identificar y destruir moléculas de DNA que no identifica como propias, y en los

vertebrados superiores, las immunoglobulinas reconocen moléculas extrañas y se unen a

ellas para facilitar su destrucción por las células del sistema immunitario.

Todas las funciones de motilidad de los seres vivos están relacionadas con las

proteínas. Así, la contracción del músculo resulta de la interacción entre dos proteínas, la

actina y la miosina. El movimiento de la célula mediante cilios y flagelos está

relacionado con las proteínas que forman los microtúbulos.

Los fenómenos de transducción (cambio en la naturaleza físico-química de

señales) están mediados por proteínas. Así, la rodopsina de la retina convierte (o mejor

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dicho, transduce) un fotón luminoso (una señal física) en un impulso nervioso (una señal

eléctrica), y un receptor hormonal convierte una señal química (una hormona) en una

serie de modificaciones en el estado funcional de la célula.

No se debe olvidar que muchas proteínas ejercen a la vez más de una de las

funciones enumeradas: Las proteínas de membrana tienen tanto función estructural

como enzimática; la ferritina es una proteína que transporta y, a la vez, almacena el

hierro; la miosina interviene en la contracción muscular, pero también

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