Estructura y Funciones de Proteínas y Ácidos Nucleicos: Fundamentos Bioquímicos

Proteínas: Estructura y Composición

Las proteínas son polímeros de aminoácidos. Por condensación, liberan una molécula de H₂O, formando un enlace peptídico, el cual es un grupo funcional amida. Además, poseen un grupo funcional ácido carboxílico.

Niveles de Estructura Proteica

• Primaria: Secuencia de aminoácidos que indica cuáles componen la proteína y el orden en que se encuentran.
• Secundaria: Informa sobre la disposición de los aminoácidos en el espacio, es decir, el plegamiento que adopta gracias a los puentes de hidrógeno (PteH):
  • α-hélice: Estructura helicoidal dextrógira donde se forma un puente de hidrógeno entre el grupo N-H del enlace peptídico de un aminoácido "n" con el O=C del aminoácido "n+4". Se forman 7 puentes por vuelta, lo que le otorga estabilidad.
  • β-plegada: Se establece por el posicionamiento paralelo de dos cadenas de aminoácidos, donde el N-H de un aminoácido forma un puente de hidrógeno con el grupo O=C de la cadena opuesta.
• Terciaria: Informa sobre la disposición de la estructura secundaria al plegarse sobre sí misma, dando origen a:
  • Conformación fibrosa: Funciones estructurales (colágeno, elastina).
  • Conformación globular: Funciones de transporte y proteínas de membrana.
• Cuaternaria (CUA): Informa sobre la unión, mediante enlaces débiles, de varias cadenas con estructura terciaria denominadas protómeros, lo cual da como resultado la formación del complejo proteico.

Enlaces y Estabilización

Existen enlaces fuertes (covalentes, iónicos) y enlaces débiles:

• Puente Disulfuro: Entre átomos de azufre (S) presentes en los radicales.
• Puente de Hidrógeno (PteH): Entre grupos de átomos de H y O en los radicales.
• Fuerzas de Van der Waals: Fuerzas estables de atracción y repulsión.
• Fuerzas Electrostáticas: Grupos positivos de un radical atraídos por grupos negativos de otro.

Desnaturalización y Funciones Biológicas

La desnaturalización es la pérdida total o parcial de las estructuras superiores a la primaria, debido a cambios de pH y temperatura que rompen los enlaces débiles. No afecta a los enlaces peptídicos, pero al perder la conformación espacial, se pierden sus funciones biológicas:

• Catalizadores: Enzimas que influyen en la velocidad de reacción (todas son proteínas, excepto la ribozima).
• Transporte de gases: Hemoglobina (O₂ a células, CO₂ a pulmones/alvéolos).
• Inmunológicos: Anticuerpos.
• Hormonal: Insulina y glucagón.

Ácidos Nucleicos

Están formados por monómeros llamados nucleótidos, unidos por condensación mediante el enlace fosfodiéster.

• Ácido Fosfórico (H₃PO₄): Grupo central de fósforo con grupos hidroxilo.
• Monosacárido: Pentosa.
• Bases Nitrogenadas: Púricas y pirimidínicas.

Formación del Nucleótido

El grupo NH de las bases se une al C₁ de la pentosa estableciendo un enlace N-glucosídico. El grupo fosfato se une al C₅ de la pentosa liberando una molécula de H₂O y estableciendo el enlace fosfodiéster. El polímero se forma por condensación entre el C₅ y el C₃ del siguiente nucleótido.