Las proteínas como herramientas esenciales de la vida

Probablemente todos han escuchado el nombre proteína. La diversidad funcional de esta compleja biomolécula, le permiten estar presente en distintos episodios de nuestras vidas, lo que le da dicha fama. Dentro de sus funciones, destacan las siguientes [1, 2]:

  • Participar de la degradación o de la biosíntesis de algunos compuestos (ej: enzimas)
  • Defender la célula frente a una infección (ej: anticuerpos)
  • Darle una estructura a la célula (ej: colágeno)
  • Transportar componentes esenciales (ej: transporte oxigeno por la hemoglobina)
  • Regular la concentración de algunas sustancias en el organismo (ej: hormonas)
  • Recibir señales para que la célula accione de una manera concreta (ej: acetilcolina)

Es importante saber cómo están formadas las proteínas para poder entender mejor su funcionamiento. En términos generales, se definen como largas cadenas de aminoácidos que se enrollan y pliegan de formas específicas.

Aminoácidos

Las proteínas son largas y complejas biomoléculas formadas por aminoácidos. Los aminoácidos están compuestos por un carbono central que está enlazado a un grupo amino (NH2), a un grupo carboxilo (COOH) y a un radical (cadena que diferencia un aminoácido de otro), como se muestra en la Figura 1. [3]

Figura 1

Figura 1 – Estructura de un aminoácido. (Fuente)

 

Estos se unen entre si mediante enlaces peptídicos, en donde el grupo carboxilo de la izquierda reacciona con el amino de la derecha (Figura 2).

Figura 2

Figura 2 – Formación de un enlace peptídico. (Fuente

Las proteínas así formadas tienen cuatro tipos de estructuras [4, 5]:

Primaria: Cadena de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos.

Secundaria: Los aminoácidos de la cadena empiezan a interactuar mediante puentes de hidrógeno con otros aminoácidos, plegándose en hélices y hojas.

Terciaria: Plegamiento tridimensional de la proteína, facilitado por puentes disulfuro del aminoácido llamado cisteína. Determina la función de la proteína.

Cuaternaria: Estructura compuesta por más de una cadena de aminoácidos. Unidas por fuerzas intermoleculares

estructura-cuaternaria

Figura 3 – Estructuras de una proteína. Adaptado (Fuente).

Un caso de proteínas muy importantes, son el caso de las enzimas

Enzimas: Son aquellas proteínas involucradas en los procesos de degradación y síntesis de compuestos de alguna relevancia para el organismo, o al contrario, dañinos. Son catalizadores que interactúan con moléculas, llamadas sustratos, para transformarlas en productos de interés. Para hablar de la interacción enzima – sustrato se utiliza la imagen de la interacción de la llave con la cerradura: una llave sólo abre cierto tipo de puertas, aquellas que tienen un pestillo compatible con la llave. Una enzima es así de específica con respecto a su sustrato: según la estructura de la enzima ésta se une a uno o varios sustratos específicos, lo que la hace selectiva y eficiente en la catalización de la reacción metabólica. Sin embargo, este modelo es sólo una aproximación, que ha sido refinada por el modelo del ajuste inducido, en el cual no se considera que la enzima tiene un sitio complementario al sustrato en sí, sino que cuando está en presencia del sustrato se induce un cambio conformacional de ambas moléculas que genera esta especificidad enzima-sustrato. [6]

enzimas

Figura 4 – Modelos para describir la interacción enzima – sustrato. (Fuente)

 

Referencias:

[1] National Institutes of Health. U.S. National Library of Medicine. Genetics Home Reference. What are proteins and what do they do? [en línea] <https://ghr.nlm.nih.gov/primer/howgeneswork/protein> [consulta: 07/09/2016]

[2] Aula Virtual de Biología. Funciones de las proteínas. [en línea]  <http://www.um.es/molecula/prot07.htm> [consulta: 07/09/2016]

[3] Universidad Nacional Autónoma de México. Estructura de aminoácidos. [en línea] <http://www.divulgacion.ccg.unam.mx/webfm_send/8575> [consulta: 07/09/2016]

[4] R.Y. Stanier et al. Microbiología, segunda edición, pp.149. Editorial Reverté, S.A. 1992.

[5] Hipertextos del Area de la Biología. Proteínas: de la estructura primaria a la cuaternaria.  [en línea] <http://www.biologia.edu.ar/macromoleculas/structup.htm> [consulta: 07/09/2016]

[6] Consejo Superior de Investigaciones Científicas. R. Martínez Rodríguez et al. Fundamentos teóricos y prácticos de la histoquímica. Editores: R. Martínez Rodríguez y R. R. Gragera. Madrid. 2008.

Imagen de portada: fuente.

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