CARACTERÍSTICAS Y FUNCIÓN DE LAS PROTEÍNAS

Las proteínas son moléculas orgánicas formadas por la unión de aminoácidos. Los aminoácidos son monómeros constituidos principalmente por átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y, en algunos casos, fósforo y azufre.

Existen alrededor de 20 tipos diferentes de aminoácidos, cuya estructura molecular consta de un átomo de carbono central al que se unen cuatro grupos químicos diferentes: un grupo amino, un grupo carboxilo, un átomo de hidrógeno y un grupo radical. Este último es exclusivo para cada aminoácido y puede ser un simple átomo de hidrógeno o una estructura más compleja. El grupo radical de un aminoácido le otorga las características químicas que lo identifican.

Los aminoácidos se unen unos con otros a través de un enlace peptídico, el cual se forma de la unión entre el grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino del aminoácido siguiente y, como consecuencia de esta unión, se libera una molécula de agua.

Tras la unión de dos aminoácidos, a través de un enlace peptídico, se forma un dipéptido. Cuando se forma una cadena de hasta diez aminoácidos recibe el nombre de oligopéptido. Al unirse entre 20 a 30 aminoácidos se forma un péptido, y un polipéptido puede estar constituido por cadenas de hasta 4000 aminoácidos.

Función biológica de las proteínas

Las proteínas son un grupo de moléculas orgánicas muy diverso, que desempeñan múltiples funciones:

Transporte de sustancias

Por ejemplo, la hemoglobina presente en los glóbulos rojos une al oxígeno y lo transporta hacia las distintas células del organismo. También, algunas de las proteínas que se ubican en las membranas celulares se encargan del transporte de sustancias hacia ambos lados de la membrana.

Defensa contra infecciones

Las inmunoglobulinas son las principales proteínas encargadas de la defensa contra agentes patógenos u otros agentes ajenos al organismo.

Formación de estructuras celulares

En las células, las proteínas forman parte de los ribosomas, la membrana plasmática y el citoesqueleto. En los tejido, las proteínas forman estructuras esqueléticas que sirven de armazón o soporte.

Actúan como mensajeros químicos

Por ejemplo, algunas hormonas, como la insulina o la hormona del crecimiento, son proteínas. Las hormonas son “mensajeros químicos” que se dirigen a determinadas células.

Estructura de las proteínas

Las proteínas pueden organizarse en cuatro niveles:

Estructura primaria

Es el nivel más básico de organización estructural de las proteínas. Corresponde a la secuencia específica de aminoácidos, que está determinada genéticamente, en la que los aminoácidos se unen mediante enlaces peptídicos para constituir la cadena polipeptídica.

Estructura secundaria

Corresponde a la disposición espacial de las cadenas de aminoácidos. Existen dos tipos de estructuras secundarias: α hélice y lámina β, las cuales se originan gracias a la formación de puentes de hidrógeno entre aminoácidos cercanos de la cadena polipeptídica.

Estructura terciaria

Consiste en el plegamiento sobre sí misma de la estructura secundaria, permitiendo la disposición tridimensional de la cadena polipeptídica.

La estructura terciaria se mantiene estable gracias a las interacciones hidrofóbicas y enlaces disulfuro, que son uniones débiles que se establecen entre los grupos radicales (R) de los aminoácidos que conforman la cadena polipeptídica.

Estructura cuaternaria

Es el nivel más complejo de organización estructural de las proteínas y corresponde a la unión de dos o más cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, mediante uniones débiles tales como, puentes e hidrógeno, interacciones hidrofóbicas y enlaces disulfuro.

Desnaturalización de la proteína

El aumento de la temperatura, cambios en el pH, exposición a la luz UV, entre otros factores, pueden causar el rompimiento de las uniones débiles que mantienen estable la estructura cuaternaria y/o terciaria de las proteínas, haciendo que estas pierdan su conformación y por este motivo pierdan su función. Sin embargo, los enlaces peptídicos que mantienen unidos a los aminoácidos se mantienen intactos. A este cambio en la estructura de las proteínas se le llama desnaturalización. Cuando una proteína se desnaturaliza pierde las propiedades que determinan su función. En algunos casos, al volver a las condiciones de temperatura y pH normales, las proteínas pueden recuperar su configuración normal, proceso denominado renaturalización.