Proteínas: Estructura, Funciones Biológicas y Aminoácidos Esenciales

Proteínas: Biomoléculas Esenciales de Gran Tamaño

Definición de Polímero

Un polímero es una molécula de gran tamaño formada por la unión de subunidades más pequeñas, denominadas monómeros.

Composición Química

Las proteínas están formadas principalmente por los elementos: Carbono (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), Nitrógeno (N) y Azufre (S).

Funciones Biológicas de las Proteínas

Funciones Esenciales

• Estructural: Forman parte de las células y tejidos, como la musculatura. Ejemplo: Actina y miosina, que componen las fibras musculares.
• Reserva Alimentaria: Sirven como alimento para los embriones en desarrollo. Ejemplo: Albúmina.
• Transporte (Membrana): Ayudan a que salgan y entren sustancias a la célula. Funcionan como "canales" o transportadores, formando parte de la membrana plasmática.
• Defensa (Inmunológica): Intervienen en la defensa del cuerpo contra agentes extraños. Ejemplo: Anticuerpos.
• Reguladora (Hormonal): Ayudan a regular diversas funciones corporales, como el crecimiento. Ejemplos: Hormona estrógeno, hormona insulina (que regula la concentración de glucosa en la sangre).
• Transporte Especializado: Proteínas que se unen a otras biomoléculas para transportar sustancias por el cuerpo. Ejemplo: Lipoproteínas (transportan lípidos).
• Factores de Traducción y Transcripción: Proteínas que aceleran, retienen e intervienen en los procesos del Dogma Central de la Biología (síntesis de proteínas).

Función Enzimática y Catálisis

Algunas proteínas tienen función enzimática, es decir, intervienen en las diferentes reacciones químicas que ocurren en las células, aumentando la velocidad de reacción (catálisis) sin consumirse ni formar parte de los productos finales. Las enzimas son proteínas.

Nomenclatura de Enzimas

Las enzimas suelen nombrarse con sufijos específicos:

• Terminación -INA: Pepsina.
• Terminación -ASA: Lipasa, proteasa, ligasa, isomerasa, etc.

Modelo Llave-Cerradura

Sitio Activo:

Sector en el cual se une específicamente el sustrato a la enzima para que esta comience a actuar.

Sustrato:

Molécula que se une específicamente al sitio activo de la enzima para que esta pueda funcionar correctamente, acelerando las velocidades de reacción.

Aminoácidos (AA): Los Monómeros Proteicos

Un aminoácido es la subunidad fundamental. Si se une más de un aminoácido, se forma un péptido o una proteína.

Aminoácidos Esenciales

Existen 20 aminoácidos esenciales que deben incorporarse obligatoriamente en la dieta, ya que el cuerpo no puede sintetizarlos. Estos incluyen:

• Leucina
• Isoleucina
• Valina
• Treonina
• Triptófano
• Fenilalanina
• Metionina, etc.

Estructura de las Proteínas

Las proteínas presentan cuatro niveles de organización estructural:

1. Estructura Primaria (1ria): Secuencia lineal de aminoácidos. Generalmente, carece de utilidad metabólica directa.
2. Estructura Secundaria (2ria): Plegamiento inicial de la cadena polipeptídica, resultado de la unión de aminoácidos cercanos. Esto aumenta el plegamiento de las proteínas.
3. Estructura Terciaria (3ria): Nivel mayor de plegamiento que confiere actividad metabólica. La proteína adopta una estructura tridimensional (3D) específica en el espacio.
4. Estructura Cuaternaria (4ria): El mayor nivel de plegamiento posible, que a menudo confiere capacidad de catálisis y/o transporte. Está formada por la unión de distintas cadenas polipeptídicas (subunidades). Ejemplo: Ribosomas.

Desnaturalización de las Proteínas

La desnaturalización es la pérdida parcial o permanente de la estructura tridimensional y, por lo tanto, de su nivel de plegamiento y función biológica.

Causas y Reversibilidad

• Puede ocurrir por diversos factores, principalmente cambios bruscos en la temperatura o el pH (acidez/alcalinidad) del medio en el cual se encuentran las proteínas.
• Puede ser un proceso reversible o irreversible.

Relación Estructura y Plegamiento

Nivel de Plegamiento (Pleg.):

• Estructura 1ria: Pleg. (0)
• Estructura 2ria: Pleg. (Bajo)
• Estructura 3ria: Pleg. (Medio)
• Estructura 4ria: Pleg. (Alto)

Definición de pH

El pH es una escala que mide el nivel de acidez o alcalinidad de las sustancias.