Las proteínas son biomoléculas orgánicas formadas por C, O, H y N; y en menor medida S y P, Cu, etc.
- Los aminoácidos aunque son diferentes, todos tienen en común: Un grupo carboxílico (-COOH).
- Un grupo amino (-NH2), en los aminoácidos proteicos se une al C (el carbono es el carbono que se sitúa a continuación del carbono carboxílico), por eso a estos aminoácidos se les llama -aminoácidos.
- Un átomo de H que se une también al C.
- Una cadena lateral (-R) más o menos compleja que también se une al C.
Esta cadena lateral es lo que varia de unos aminoácidos a otros.
- Esteroisomería:
Todos los aminoácidos excepto la glicina o glicocola poseen un carbono asimétrico, el C.
Esto hace que presenten esteroisomería, cada aminoácido posee dos esteroisómeros según como sea la colocación del grupo NH2.
Si el grupo NH2 se sitúa a la derecha tendrá configuración D, si se sitúa a la izquierda tendrá configuración L.
Los aminoácidos que forman las proteínas son todos de configuraciónL
- Actividad óptica:
La presencia del carbono asimétrico, además les da actividad óptica, es decir en disolución son capaces de desviar el plano de
polarización de la luz. Si lo desvían hacia la derecha (+) se llaman dextrógiros, si lo desvían hacia la izquierda (-) levógiros.
- Comportamiento químico:
Los aminoácidos son sustancias anfóteras, esto quiere decir que en disolución acuosa se pueden comportar como
ácidos y como bases dependiendo del pH de la disolución, esto es debido la presencia del grupo carboxílico que tiene carácter ácido y del grupo amino que tiene carácter básico.
- Neutros no polares:
Las cadenas laterales tienen grupos hidrófobos apolares
(cadenas hidrocarbonadas). A este grupo pertenecen: alanina (Ala), valina (Val), leucina (Leu), isoleucina (Ile), prolina (Pro), metionina (Met), fenilalanina (Phe) y triptófano (Trp). - Neutros polares:
Las cadenas laterales poseen grupos polares hidrófilos
sin carga como -OH, -NH2, -SH2 etc, esto les permite formar puentes de hidrógeno con el agua o con otros grupos polares. - Péptidos:
Son compuestos que al igual que las proteínas están formados por aminoácidos que se unen mediante enlaces peptídicos. Se pueden obtener por hidrólisis parcial de las proteínas, aunque también existen péptidos naturales (insulina, oxitocina, etc) que desempeñan funciones importantes. Según el número de aminoácidos
que los forman se dividen en dos grupos:
Oligopéptidos
están formados por entre 2 y 10 aminoácidos. A cada grupo se le nombra anteponiendo al término péptido un prefijo (di, tri, tetra, etc) que nos indica el número de aminoácidos que contienen
Polipéptido si contienen más de 10 aminoácidos.
- Proteínas:
Son polipétidos en los que el peso molecular es mayor de 5.000 u.m.a . Algunas proteínas están formadas por varias cadenas de polipéptidos.
-Estructura primaria
-Estructura secundaria
-Estructura terciaria
- Puentes disulfuro.
Es un enlace covalente que se da entre grupos –SH pertenecientes a cadenas laterales del aminoácido cisteína
- Puentes de hidrógeno.
Es un enlace débil se da entre grupos polares no iónicos (-OH, -NH, -CO), estos grupos pueden pertenecer a las cadenas laterales de los aminoácidos o a enlaces peptídicos distintos.
- Fuerzas electrostáticas.
Es un enlace débil que se da entre grupos con carga opuesta que se encuentran en las cadenas laterales de los aminoácidos (-NH3+ -COO-)
- Fuerzas de Van der Waals y enlaces hidrófobos.
Son enlaces débiles que se dan entre grupos apolares hidrófobos (-CH3) de las cadenas laterales de los aminoácidos.
- Conformación globular:
La estructura secundaria se pliega y adopta una forma tridimensional compacta más o menos esférica de ahí su nombre. Estas proteínas son solubles en agua y en disoluciones salinas y desempeñan funciones dinámicas.
- Conformación filamentosa:
Cuando la estructura secundaria no se repliega, por lo tanto la proteína tiene forma alargada. Estas proteínas son insolubles y desempeñan función estructural.
- Estructura cuaternaria.
- Comportamiento químico
- Solubilidad
- Especificidad
- Desnaturalización.
- Proteínas simples u holoproteínas:
Son aquellas que están formadas únicamente por aminoácidos.
- Proteínas conjugadas o heteroproteínas:
Son aquellas que están formadas además de por aminoácidos, por otros compuestos no proteicos de distinta naturaleza que se denomina grupo prostético.
- Albúminas.
Son solubles en agua y en disoluciones salinas. Tienen un peso molecular que oscila entre 30 y 100.000 u.m.a. Intervienen en el transporte de otras moléculas: hormonas, ácidos grasos, cationes, etc, debido a la capacidad que tienen para unirse reversiblemente con ellas. Actúan como reserva de aminoácidos.
Dentro de este grupo están:
Globulinas.
Insolubles en agua pero solubles en disoluciones salinas. Tienen un peso molecular muy elevado de alrededor de 1.000.000. Dentro este grupo están:
Protaminas histonas:
Son proteínas básicas de bajo peso molecular. Se asocian a los ácidos nucleicos y forman parte de la cromatina.
lisina y en los niños además la histidina.
A los aminoácidos se les suele designar de forma genérica por aa y de forma concreta con el nombre completo o mediante tres letras que suelen ser las tres primeras del nombre.
Los aminoácidos se dividen en varios grupos atendiendo a las características de las cadenas laterales:
Tienen carga negativa a pH=7. Las cadenas laterales poseen grupos carboxilos.
A este grupo pertenecen: ac. glutámico ( Glu) y ac. aspártico (Asp).
Tienen carga positiva a pH=7. Las cadenas laterales poseen grupos aminos.
A este grupo pertenecen: lisina (Lys), histidina (His) y arginina (Arg).
No tienen carga a pH = 7. Las cadenas laterales no tienen grupos
carboxílicos ni aminos. Se subdividen en dos grupos:
Estos enlaces por hidrólisis se rompen, y como consecuencia los péptidos y proteínas se desdoblan en los aminoácidos que los forman. Este proceso se puede realizar por métodos químicos (ácidos, álcalis, etc) o mediante enzimas proteolíticas L.Pauling y R. Corey mediante difracción con rayos X determinaron las características del enlace peptídico, que son las siguientes:
La función que desempeñan depende de esta forma que adoptan en el espacio. La configuración espacial de las proteínas viene determinada por 4 niveles estructurales o estructuras: primaria, secundaria, terciaria, cuaternaria.
dichos aminoácidos se encuentran. Esta estructura viene determinada genéticamente y de ella dependen las demás estructuras. Cualquier cambio en la secuencia daría lugar a proteínas diferentes.
enlaces del carbono. Las cadenas laterales de los aminoácidos (R) salen de los y se disponen alternativamente
a uno y otro lado del eje.
Por convenio los aminoácidos se numeran desde el extremo N-terminal hacia el C-terminal.
secundaria:
– Lamina- ß o lámina plegada.
Se forma al enrollarse la cadena peptídica sobre sí misma siguiendo el sentido de las agujas del reloj (dextrógira) originando una hélice apretada (especie de tirabuzón). Cada vuelta de hélice comprende 3.6 aminoácidos, la distancia entre cada vuelta es de 5,4 A. En esta configuración las cadenas laterales de los aminoácidos se dirigen hacia el exterior de la hélice.
otro lado de la misma.
como es la configuración tridimensional de toda la molécula. A esta configuración tridimensional se la denomina conformación.
de los aminoácidos que forman la cadena peptídica. Los más importantes son:
-Conformación globular
-Conformación filamentosa
subunidades o protómeros y pueden ser iguales o diferentes. A las proteína que tienen estructura cuaternaria se las denomina oligoméricas, y según el número de subunidades que las formen serán: dímeras, trímeras, ….. polímeras.
Esta estructura se mantiene mediante enlaces similares a los que mantienen la estructura terciaria, estos enlaces se establecen entre las cadenas laterales de los aminoácidos pertenecientes a subunidades diferentes.
Las proteínas tienen una serie de propiedades que dependen principalmente de los restos de los aminoácidos que las forman, de su capacidad para reaccionar con otros radicales y con el medio que les rodea. Las principales propiedades son:
sí formando un agregado insoluble y precipitan. Esto ocurre cuando se añaden iones (sales en disolución) que compiten con las cargas de los restos de los aminoácidos por unirse a las moléculas de agua de la capa de solvatación.
Las proteínas que tienen los seres vivos son, en muchos casos, características de cada especie y diferentes a las de las demás
especies, y aún dentro de una especie pueden variar de unos individuos a otros. Esto no ocurre con los lípidos y los glúcidos
que son iguales en todos los seres vivos.
La especificidad es importante, pues cuando una proteína de un organismo se introduce en otro, sin que haya existido digestión
previa, actúa como un cuerpo extraño y el organismo que la recibe se defiende reaccionando contra ella. Esto es lo que ocurre en los rechazos de órganos.
Es el proceso mediante el cual las proteínas pierden su configuración espacial característica (conformación nativa) y como
consecuencia pierden sus propiedades y dejan de realizar su función.
variaciones de pH, radiaciones U.V, etc ya que estos cambios producen la rotura de los enlaces: por puentes de hidrógeno, atracciones electrostáticas, puentes disulfuro etc, que mantienen las estructuras 2ª,3ª y 4ª mientras que los enlaces peptídicos no se ven afectados por consiguiente no se destruye la estructura 1ª.
La desnaturalización provoca por lo general una disminución de la solubilidad y las proteínas precipitan, esto se debe a la perdida de la conformación globular que pasa a ser filamentosa.
La desnaturalización puede ser: reversible o irreversible.
Las proteínas atendiendo a su composición se las divide en dos grupos:
Heteroproteína = parte proteica + grupo prostético
Tienen conformación globular, son solubles en agua o en disoluciones polares, tienen gran actividad biológica. Dentro de este grupo tenemos:
forman parte de los anticuerpos.
Tienen conformación filamentosa, son insolubles en agua y muy resistentes a la acción de enzimas. Suelen tener función
estructural. Las más importantes son:
Están formadas por 3 cadenas polipeptídicas, ricas en prolina y glicina, que se enrollan helicoidalmente entre sí formando una triple hélice. Se encuentran en tejidos conjuntivos, cartilaginosos y óseos. Forman fibras muy resistentes a la tracción (tendones).
Están dotadas de elasticidad, por ello se encuentran en órganos sometidos a deformaciones reversibles tales como: paredes de vasos, pulmones etc.
Son ricas en cisteína. Se encuentran en formaciones epidérmicas como pelos, uñas, plumas etc.
Dentro de ellas atendiendo a la naturaleza del grupo prostético se pueden diferenciar varios tipos:
El grupo prostético es una molécula compleja coloreada debido a que posee dobles enlaces conjugados, por eso a estas proteínas se las denomina también pigmentos. Dentro de ellas se diferencian dos tipos atendiendo a la composición del grupo prostético.
El grupo prostético es una metalporfirína, que es una molécula formada por un anillo tetrapirrólico o porfirina en cuyo interior existe un catión metálico. Dentro de este grupo destacan las siguientes:
En este caso a la metalporfirina se la denomina grupo hemo y lleva como catión metálico el ión Fe2+, es de color rojo. La hemoglobina transporta el oxígeno en la sangre de los vertebrados y la mioglobina en los músculos.
También contienen hierro que puede tomar o ceder electrones pasando de Fe2+ a Fe3+ y viceversa. Intervienen en las reacciones de oxido-reducción transportando electrones.
El grupo prostético también es una molécula coloreada, tiene cationes metálicos pero no anillos pirrólicos. Destacan
Es de color azul, contiene Cu2+, es el pigmento respiratorio de moluscos y crustáceos.
visual, ya que es la molécula que capta la luz.
Hormonas producidas por la hipófisis que estimulan las gónadas.
Formadas por 4 cadenas polipeptídicas, 2 largas y 2 cortas que se unen con dos moléculas de glúcidos.
El grupo prostético es un lípido. Muchas forman parte de las membranas celulares; un grupo especial de lipoproteínas están presentes en el plasma y forman partículas hidrosolubles que se encargan de transportar lípidos insolubles (colesterol, triglicérido, etc) por el torrente sanguíneo, llevándolos desde el lugar de absorción el intestino hasta los tejidos de destino.
Se producen en las células del intestino a partir de los ácidos grasos y glicerina obtenidos en la digestión, transportan las grasas resultantes hasta el tejido adiposo y el hígado para almacenarse.
El grupo prostético es el ácido ortofosfórico. A este grupo pertenece la caseína de la leche y la vitelina de la yema de huevo.
El grupo prostético son los ácidos nucleicos. Constituyen la cromatina y los cromosomas.
Las proteínas desempeñan una gran variedad de funciones entre las cuales destacan las siguientes:
Algunas proteínas como la ovoalbúmina de la clara de huevo, la caseína de la leche etc actúan como reserva de aminoácidos.
Las proteínas contribuyen a mantener constantes las condiciones del medio interno. Intervienen en el mantenimiento del equilibrio osmótico y debido a su carácter anfótero actúan como sistemas amortiguadores de pH.
Muchas proteínas se unen con otras moléculas e intervienen en su transporte. Así tenemos algunas proteínas de las embranas celulares (permeasas) que tienen como función transportar sustancias entre el exterior y el interior. Otras muchas proteínas
extracelulares tienen como misión transportar diversas sustancias por el interior del organismo, así tenemos la hemoglobina que transporta el oxígeno en la sangre de los vertebrados, la hemocianina lo hace en algunos invertebrados, la mioglobina
lo transporta en el músculo; los citocromos transportan electrones en la cadena respiratoria (mitocondrias) y en la fase luminosa de la fotosíntesis (cloroplastos); las lipoproteínas transportan colesterol, triglicéridos y otros lípidos; la seroalbúmina transporta ac.grasos, fármacos y otras sustancias en la sangre.
Algunas proteínas realizan una función protectora para el organismo. Así tenemos la trombina y el fibrinógeno que intervienen en el proceso de coagulación impidiendo la perdida de sangre; las mucinas que tienen acción germicida y protectora de las mucosas. Pero la función defensiva más importante la realizan las inmunoglobulinas que constituyen los anticuerpos, estos se fabrican cuando en el organismo penetran sustancias extrañas (antígenos). Lo que hacen es
reaccionar con ellos aglutinándolos y precipitándolos y como consecuencia los inactivan.
Algunas hormonas son proteínas y actúan regulando diversos procesos metabólicos. Así tenemos la insulina y el glucagón regulan el metabolismo de los glúcidos; la parathormona regula metabolismo del Ca y del P; las hormonas producidas por la hipófisis etc.
Los movimientos y la locomoción de los organismo tanto unicelulares como pluricelulares se deben a la acción de algunas proteínas. Así tenemos la actina y la miosina que forman las miofibrillas de los músculos y son las responsables de la contracción muscular; la dineína responsable del movimiento de cilios y flagelos, etc..
Visitas: 1062