Fundamentos de la Biología Molecular: Proteínas, Ácidos Nucleicos y Ciclo Celular

Las Proteínas: Estructura y Función Biológica

Las proteínas son polímeros de los aminoácidos, los cuales son compuestos formados, fundamentalmente, por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Existen 20 aminoácidos básicos a partir de los cuales se puede formar cualquier clase de proteína (se estima que en el cuerpo humano debe haber unas 100.000 proteínas diferentes).

Clasificación y Conformación de las Proteínas

Aunque algunas proteínas solo están hechas de aminoácidos, la mayoría están asociadas a otras sustancias.

Las proteínas se pliegan adoptando una forma espacial o conformación en función de:

• Los aminoácidos que las componen y el orden que tienen en la cadena proteica, lo que determina la aparición de fuerzas débiles entre ellos.
• Las fuerzas que tienen lugar entre los aminoácidos y entre estos y el medio circundante.

La conformación que tengan es fundamental en la función que desempeñan.

Funciones Esenciales de las Proteínas

Aunque tienen una gran cantidad de funciones, dos de ellas son básicas para la vida:

1. Forman parte de las estructuras celulares.
2. Tienen actividad enzimática.

Biocatalizadores: Enzimas, Vitaminas y Hormonas

Se llama catalizador a aquella sustancia que modifica la velocidad de una reacción química.

Enzimas, vitaminas y hormonas son biocatalizadores que se precisan en cantidades mínimas.

Tipos de Biocatalizadores

Enzimas

Son sustancias casi exclusivamente proteicas, sintetizadas por el propio organismo, y que ejercen su acción donde se producen.

Vitaminas

Son de composición muy variable, que no pueden ser sintetizadas y por ello tienen que ser tomadas con los alimentos. Forman parte de las enzimas.

Hormonas

Son de naturaleza lipídica o proteica y sintetizadas por el organismo. Ejercen su acción a distancia del lugar donde se producen.

Ácidos Nucleicos: Composición y Tipos

Los ácidos nucleicos están formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Son macromoléculas formadas por la asociación de unidades llamadas nucleótidos.

Composición de los Nucleótidos

Sus componentes son:

• Ácido fosfórico.
• Una pentosa (osa).
• Una base nitrogenada.

La pentosa puede ser la ribosa o la desoxirribosa. En cuanto a las bases nitrogenadas, pueden ser:

• Púricas: Adenina (A) o Guanina (G).
• Pirimidínicas: Citosina (C), Timina (T) o Uracilo (U).

Ácido Desoxirribonucleico (ADN)

Es una macromolécula formada por ácido fosfórico, desoxirribosa y bases nitrogenadas (A, G, C y T).

Estructura y Clases del ADN

Puede ser monocatenario (de 1 cadena) o bicatenario (de 2 cadenas).

• El monocatenario es muy raro.
• El bicatenario puede ser:
  • Circular: Como sucede en las bacterias, mitocondrias y cloroplastos.
  • Lineal: Como en algunos virus y en todas las células eucariotas.

La estructura del ADN de los eucariotas fue descubierta en 1953 por Watson y Crick. Es una doble hélice, una escalera de cuerda retorcida hacia la derecha, en la que los laterales están formados por la sucesión de desoxirribosa-fosfato y los escalones por la unión de las bases nitrogenadas (adenina con timina, guanina con citosina y viceversa).

Función del ADN

Contiene la información genética que se transmite de generación en generación. Concretamente, esta información se localiza en la secuencia de bases nitrogenadas.

Ácido Ribonucleico (ARN)

Es una macromolécula formada por ácido fosfórico, ribosa y bases nitrogenadas (A, C, G y U).

Clases y Función del ARN

Puede ser monocatenario y bicatenario.

Se necesitan varias clases de ARNs para sintetizar las proteínas que vienen codificadas en el ADN:

• ARN ribosómico
• ARN transferente
• ARN mensajero

Cromosomas y el Ciclo Celular

Todas las células, a excepción de algunas muy especializadas (hematíes y neuronas), son capaces de formar por mitosis dos células hijas que tienen las mismas características morfológicas y fisiológicas que la célula madre.

El Ciclo Celular: Mitosis e Interfase

Las células, por lo tanto, pasan por fases alternantes de mitosis y de intermitosis o interfase, llamadas en conjunto ciclo celular.