Estructura de las proteínas: niveles, plegamiento y desnaturalización
Estructura de las proteínas
1. Estructura primaria
La estructura primaria es una secuencia lineal de aminoácidos que forman un polipéptido. Este orden de colocación viene determinado por la información genética, y condiciona su estructura y función biológica. Es la única estructura que no se pierde cuando desnaturalizamos una proteína. El cambio de un solo aminoácido puede alterar la proteína y convertirla en una proteína diferente.
2. Estructura secundaria
La estructura secundaria corresponde al plegamiento del eje de la molécula. Los puentes de hidrógeno estabilizados por los enlaces peptídicos son los responsables de esta estructura.
Hélice alfa
El eje de la molécula tiene forma de espiral que se mantiene por puentes de hidrógeno entre el oxígeno del grupo carboxilo y el hidrógeno del grupo amino. Se encuentra principalmente en aminoácidos hidrofóbicos.
Lámina beta plegada
Dos o más segmentos de la cadena se mantienen paralelos y extendidos, mediante puentes de hidrógeno entre los átomos de los enlaces peptídicos. Esta estructura determina que la molécula sea lisa y deformable, aunque no elástica.
3. Estructura terciaria
La estructura terciaria es el aspecto tridimensional global de la molécula. Es consecuencia de las interacciones entre aminoácidos que pueden estar muy alejados en la estructura primaria. Puede ser:
- Estructura fibrosa: alargada, con un solo tipo de estructura, porque se repiten siempre los mismos aminoácidos. Tiene función estructural.
- Estructura globular: redondeada, porque se repiten muchos tipos de aminoácidos diferentes. Tiene función bioquímica.
Las fuerzas responsables de mantenerla son: puentes de hidrógeno, enlaces iónicos, interacciones hidrofóbicas, fuerzas de Van der Waals y puentes disulfuro.
4. Estructura cuaternaria
La estructura cuaternaria está presente en proteínas formadas por más de una cadena polipeptídica. Las fuerzas que la mantienen son las mismas que en la estructura terciaria.
Plegamiento de las proteínas
El plegamiento de las proteínas en el espacio depende de la secuencia de sus aminoácidos. Es un proceso espontáneo que busca la conformación de menor energía.
Propiedades
Especificidad de función
Cada proteína lleva a cabo una determinada función y la realiza porque posee una determinada estructura primaria y una conformación espacial propia. Por ello, un cambio en la estructura de la proteína puede significar una pérdida de su función.
Especificidad de especie
Hay proteínas que son exclusivas de una especie. Lo más común es que las proteínas que desempeñan la misma función en diferentes especies tengan composición y estructura similares. Estas son las proteínas homólogas.
Desnaturalización
Se rompen los enlaces débiles que mantienen las estructuras de orden superior a la primaria, y las proteínas que se desnaturalizan pierden su función. Si varía la temperatura, el pH o la cantidad de sales disueltas en agua, las proteínas se desnaturalizan, al dificultarse la formación de puentes de hidrógeno y de puentes salinos.
Las proteínas de pequeño tamaño son reversibles: cuando se recuperan las condiciones ambientales iniciales, la proteína se renaturaliza.