Las proteínas son sustancias orgánicas.Estos compuestos de alto peso molecular se caracterizan por una composición específica y se descomponen en aminoácidos por hidrólisis. Las moléculas de proteína pueden ser de muchas formas diferentes, muchas de ellas constan de varias cadenas polipeptídicas. La información sobre la estructura de una proteína está codificada en el ADN y el proceso de síntesis de moléculas de proteína se denomina traducción.
Composición química de las proteínas
La proteína promedio contiene:
- 52% de carbono;
- 7% de hidrógeno;
- 12% de nitrógeno;
- 21% de oxígeno;
- 3% de azufre.
Las moléculas de proteína son polímeros. Para comprender su estructura, es necesario saber cuáles son sus monómeros, los aminoácidos.
Aminoácidos
Suelen dividirse en dos categorías:ocurriendo constantemente ya veces ocurriendo. Los primeros incluyen 18 monómeros proteicos y 2 amidas más: los ácidos aspártico y glutámico. A veces solo hay tres ácidos.
Estos ácidos se pueden clasificar de diferentes formas: por la naturaleza de las cadenas laterales o la carga de sus radicales, también se pueden dividir por el número de grupos CN y COOH.
Estructura proteica primaria
El orden de alternancia de los aminoácidos en una proteína.La cadena define sus niveles posteriores de organización, propiedades y funciones. El principal tipo de enlace entre los monómeros es el péptido. Está formado por la eliminación de hidrógeno de un aminoácido y del grupo OH de otro.
El primer nivel de organización de una molécula de proteína eses la secuencia de aminoácidos que contiene, solo una cadena que determina la estructura de las moléculas de proteína. Consiste en un "esqueleto" con una estructura regular. Esta es la secuencia repetida –NH-CH-CO-. Las cadenas laterales individuales están representadas por radicales de aminoácidos (R), sus propiedades determinan la composición de la estructura de las proteínas.
Incluso si la estructura de las moléculas de proteína es la misma,pueden diferir en propiedades solo del hecho de que sus monómeros tienen una secuencia diferente en la cadena. El orden de los aminoácidos en una proteína está determinado por genes y dicta ciertas funciones biológicas a la proteína. La secuencia de monómeros en moléculas responsables de la misma función suele ser similar en diferentes especies. Tales moléculas, iguales o similares en organización y que realizan las mismas funciones en diferentes tipos de organismos, son proteínas homólogas. La estructura, propiedades y funciones de las moléculas futuras ya se establecen en la etapa de síntesis de la cadena de aminoácidos.
Algunas caracteristicas comunes
La estructura de las proteínas se ha estudiado durante mucho tiempo yel análisis de su estructura primaria permitió hacer algunas generalizaciones. Un gran número de proteínas se caracterizan por la presencia de los veinte aminoácidos, de los cuales glicina, alanina, ácido aspártico, glutamina son especialmente altos y bajos en triptófano, arginina, metionina e histidina. Las únicas excepciones son algunos grupos de proteínas, por ejemplo, las histonas. Son necesarios para el empaquetado de ADN y contienen mucha histidina.
La segunda generalización: en las proteínas globulares no existen patrones generales en la alternancia de aminoácidos. Pero incluso los polipéptidos con una actividad biológica distante tienen pequeños fragmentos idénticos de moléculas.
Estructura secundaria
El segundo nivel de organización de la cadena polipeptídica -esta es su disposición espacial, que se mantiene gracias a los enlaces de hidrógeno. Se distinguen la hélice α y el pliegue β. Parte de la cadena no tiene una estructura ordenada; estas zonas se denominan amorfas.
Hélice alfa de todas las proteínas naturalesdiestro. Los radicales de aminoácidos laterales en espiral siempre miran hacia afuera y están ubicados en lados opuestos de su eje. Si son no polares, se agrupan en un lado de la espiral, se obtienen arcos, que crean condiciones para la convergencia de diferentes secciones de la espiral.
Los pliegues beta (hélices muy alargadas) tienden a ubicarse uno al lado del otro en una molécula de proteína y forman capas de pliegues β paralelas y no paralelas.
Estructura terciaria de proteínas
El tercer nivel de organización de una molécula de proteína esplegado de espirales, pliegues y áreas amorfas en una estructura compacta. Esto se debe a la interacción de los radicales laterales de los monómeros entre sí. Dichas conexiones se dividen en varios tipos:
- se forman enlaces de hidrógeno entre radicales polares;
- hidrofóbico - entre grupos R no polares;
- fuerzas de atracción electrostáticas (enlaces iónicos): entre grupos cuyas cargas son opuestas;
- puentes disulfuro - entre radicales cisteína.
El último tipo de conexión (-S = S-) esinteracción covalente. Los puentes disulfuro fortalecen las proteínas, su estructura se vuelve más duradera. Pero la presencia de tales conexiones no es en absoluto necesaria. Por ejemplo, puede haber muy poca cisteína en la cadena polipeptídica o sus radicales se encuentran cerca y no pueden crear un "puente".
Cuarto nivel de organización
No todas las proteínas forman una estructura cuaternaria.La estructura de las proteínas en el cuarto nivel está determinada por el número de cadenas polipeptídicas (protómeros). Están vinculados entre sí por los mismos vínculos que el nivel anterior de organización, excepto por los puentes disulfuro. Una molécula consta de varios protómeros, cada uno de los cuales tiene su propia estructura terciaria especial (o idéntica).
Todos los niveles de la organización definen esas funcionesque realizará las proteínas resultantes. La estructura de las proteínas en el primer nivel de organización determina con mucha precisión su función posterior en la célula y el cuerpo en su conjunto.
Funciones proteicas
Es difícil incluso imaginar cuán importante es el papel de las proteínas en la actividad de la célula. Arriba, examinamos su estructura. Las funciones de las proteínas dependen directamente de ella.
Realizando una función de construcción (estructural),forman la base del citoplasma de cualquier célula viva. Estos polímeros son el material principal de todas las membranas celulares cuando forman complejos con lípidos. Esto también incluye la división de la célula en compartimentos, en cada uno de los cuales tienen lugar sus reacciones. El hecho es que cada complejo de procesos celulares requiere sus propias condiciones, el pH del medio juega un papel especialmente importante. Las proteínas forman tabiques delgados que dividen la célula en los llamados compartimentos. Y el fenómeno en sí se llamó compartimentación.
La función catalítica es regular todas las reacciones celulares. Todas las enzimas son proteínas de origen simple o complejo.
Cualquier tipo de movimiento de organismos (trabajo de músculos,el movimiento del protoplasma en la célula, el parpadeo de los cilios en los protozoos, etc.) lo llevan a cabo las proteínas. La estructura de las proteínas les permite moverse, formar fibras y anillos.
El papel hormonal de estos polímeros es evidente de inmediato: varias hormonas son proteínas en la estructura, por ejemplo, insulina, oxitocina.
La función de reserva está determinada por el hecho de que las proteínas son capaces de formar depósitos. Por ejemplo, valgumina de huevo, caseína de la leche, proteínas de semillas vegetales: almacenan una gran cantidad de nutrientes.
Todos los tendones, articulaciones articulares, huesos del esqueleto, pezuñas están formados por proteínas, lo que nos lleva a su siguiente función: soporte.
Las moléculas de proteína son receptores que realizan un reconocimiento selectivo de determinadas sustancias. En tal función, se conocen especialmente las glicoproteínas y lectinas.
Los factores más importantes de la inmunidad: los anticuerpos y el sistema.el complemento en origen son proteínas. Por ejemplo, el proceso de coagulación de la sangre se basa en cambios en la proteína fibrinógeno. Las paredes internas del esófago y el estómago están revestidas con una capa protectora de proteínas mucosas: las licinas. Las toxinas también son proteínas de origen. La base de la piel que protege el cuerpo de los animales es el colágeno. Todas estas funciones de las proteínas son protectoras.
Bueno, la última función es regulatoria. Hay proteínas que controlan el funcionamiento del genoma. Es decir, regulan la transcripción y la traducción.
No importa cuán importantes jueguen las proteínas, la estructura de las proteínas ha sido desentrañada por los científicos durante mucho tiempo. Y ahora están descubriendo nuevas formas de utilizar este conocimiento.
