Proteinas

PROTEINAS

Las proteínas son los numerosos compuestos orgánicos constituidos por aminoácidos unidos por enlaces peptídicos que intervienen en diversas funciones vitales esenciales, como el metabolismo, la contracción muscular o la respuesta inmunológica. Se descubrieron en 1838 y hoy se sabe que son los componentes principales de las células y que suponen más del 50% del peso seco de los animales. El término proteína deriva del griego proteios, que significa primero.

Síntesis de proteínas Una de las tareas más importantes de la célula es la síntesis de proteínas, moléculas que intervienen en la mayoría de las funciones celulares. El material hereditario conocido como ácido desoxirribonucleico (ADN), que se encuentra en el núcleo de la célula, contiene la información necesaria para dirigir la fabricación de proteínas

Las moléculas proteicas van desde las largas fibras insolubles que forman el tejido conectivo y el pelo, hasta los glóbulos compactos solubles, capaces de atravesar la membrana celular y desencadenar reacciones metabólicas. Tienen un peso molecular elevado y son específicas de cada especie y de cada uno de sus órganos. Se estima que el ser humano tiene unas 30.000 proteínas distintas, de las que sólo un 2% se ha descrito con detalle. Las proteínas sirven sobre todo para construir y mantener las células, aunque su descomposición química también proporciona energía, con un rendimiento de 4 kilocalorías por gramo, similar al de los hidratos de carbono.

Además de intervenir en el crecimiento y el mantenimiento celulares, son responsables de la contracción muscular. Las enzimas son proteínas, al igual que la insulina y casi todas las demás hormonas, los anticuerpos del sistema inmunológico y la hemoglobina, que transporta oxígeno en la sangre. Los cromosomas, que transmiten los caracteres hereditarios en forma de genes, están compuestos por ácidos nucleicos y proteínas.

1 ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS

La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras informa de la disposición de la anterior en el espacio.

ESTRUCTURA PRIMARIA

Corresponde a la secuencia de aminoácidos: Aa que componen la proteína y orden en que se encuentran.

Cada proteína tiene una estructura primaria específica y distinta a cualquier otra proteína.

En todo péptido siempre existe un extremo con un Aa cuyo extremo alfa amino está libre (extremo N-terminal) y otro extremo con un aminoácido con su extremo carboxilo libre (extremo C-terminal). Por convenio, los Aa de la cadena se numeran comenzando por el que posee el extremo amino libre.

En realidad la estructura primaria constituye una cadena de planos peptídicos articulados.

Estos planos sucesivos pueden tomar distintos ángulos entre sí, y de los C-alfa salen lateralmente los radicales R de cada Aa.

ESTRUCTURA SECUNDARIA

Organización en el espacio de la cadena polipeptídica estabilizada por enlaces por puentes de hidrógeno entre los elementos C=O y NH de los enlaces peptídicos .

Una misma cadena polipeptídica puede adquirir diferentes estructuras secundarias en diferentes segmentos de la misma según los ángulos que forman entre sí los planos peptídicos consecutivos; y esto depende del tipo de Aa que están unidos, es decir de la estructura primaria de ese segmento.

La estructura secundaría puede ser:

- periódica: los ángulos que forman planos peptídicos consecutivos se repiten

- aperiódica: cuando estos ángulos no se repiten

Hay varios tipos de estructura secundaría periódica, los más frecuentes:

HÉLICE ALFA

Los planos de los sucesivos enlaces peptídicos se disponen formando una hélice dextrógira. Hay 3.6 aminoácidos por cada vuelta, y cada vuelta tiene 5.4 angstroms.

Todas las cadenas laterales de los Aa se proyectan hacia fuera de la hélice y los grupos C=O y N-H de los enlaces peptídicos quedan hacia arriba o hacia abajo, en dirección más o menos paralela al eje de la hélice.

Esta disposición de los planos peptídicos permite que se formen enlaces por puente de hidrógeno entre un C=O y un N-H cada cuatro aminoácidos. Estos enlaces son paralelos al eje de la hélice.

Esta estructura está estabilizada por muchos puentes de hidrógeno (el mayor número posible) y es muy frecuente porque es muy estable

Hay proteínas, como la queratina, que son alfa-hélice al 100% pero otras pueden presentar menor porcentaje o no presentar nada.

Varios aminoácidos son incompatibles con esta estructura debido a las propiedades de su cadena lateral.

• El aspártico tiene la cadena lateral cargada por lo que si hay muchos juntos se repelen desestabilizando la molécula. Sólo son estables si no están disociados.

• La treonina y la isoleucina, debido a su grupo R muy voluminoso.

La prolina es otro aminoácido

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