Proteínas.

La proteínas son biomoléculas orgánicas de cadenas lineales muy largas, formadas fundamentalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Son polímeros formados por la unión, mediante enlaces peptídicos, de cierto número de subunidades denominadas aminoácidos. Hay 20 aminoácidos distintos que son universales pues se encuentran en todos los animales.

El enlace peptídico se forma al unirse el grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino del siguiente y liberarse una molécula de agua.

Una cadena corta de aminoácidos es un péptido; un polipéptido o una cadena polipeptídica pueden contener centenares de aminoácidos. Una proteína está formada por una o varias cadenas polipeptídicas.

Péptido: puede ser una proteína o formar parte de una ya que hay proteínas formadas por una sola cadena de aminoácidos y otras formadas por varias.

Estructura tridimensional de las proteínas.

Cada proteína se caracteriza por tener una estructura tridimensional bien definida de la que depende su función. La forma en que se pliega la cadena polipeptídica está determinada por su particular secuencia de aminoácidos y se mantiene estable por enlaces débiles formados entre grupos de átomos de la cadena de aminoácidos.

Los cambios extremos en el medio donde se encuentra la proteína, como el aumento de temperatura o cambios en el pH, provocan su desnaturalización.

Si una proteína se desnaturaliza pierde su estructura tridimensional y, como consecuencia, pierde sus propiedades y su función.

Concepto de conformación.

Es la dicha forma tridimensional característica que adopta una proteína en su estado nativo, es decir, dentro de la célula. Según la conformación podemos clasificar a las proteínas en fibrosas y globulares.

En las primeras predominan las formas alargadas o planas. Todas ellas son insolubles en agua y realizan una función estructural (forman pelo, uñas...).

La proteínas globulares adquieren formas de anillo y realizan funciones dinámicas en la célula, por ejemplo: la hemoglobina de la sangre que transporta oxígeno o los anticuerpos con función defensiva.

Estructuras:

En toda proteína podemos llegar a encontrar hasta cuatro estructuras o niveles de complejidad: estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.

• Primaria.

Hace referencia a la ordenación lineal que siguen los aminoácidos en la cadena peptídica, siendo el primer aminoácido el que tiene el grupo carboxilo libre. La estructura primaria por lo tanto nos indica el número de aminoácidos y el orden de colocación de los mismos siendo responsable del resto de las estructuras y por lo tanto de su forma tridimensional y su función.

• Secundaria.

Hace referencia a como esa cadena peptídica se pliega en el espacio en forma de hélice o el forma de lámina. Hay dos tipos: alfa-hélice y beta-laminar (que parece una hoja plegada).

Exceptuando las proteínas fibrosas, en el resto que son las más numerosas, la cadena peptídica en estructura secundaria presenta fragmentos plegados en alfa-hélice y otros fragmentos plegados de beta laminar.

• Terciaria.

La estructura terciaria hace referencia a como la cadena que presenta fragmentos plegados en alfa-hélice y otros en beta-laminar se pliegan en el espacio en forma de ovillo.

• Cuaternaria.

La presentan sólo las proteínas que poseen más de una cadena peptídica y hace referencia a como se establece la unión entre dichas cadenas. Cada cadena recibe el nombre de protómero.

Clasificación de proteínas.

Las proteínas se clasifican en holoproteínas y heteroproteínas.

Las primeras, también llamadas proteínas simples, están formadas exclusivamente por aminoácidos.

Las segundas, también llamadas proteínas conjugadas, presentan una parte proteica formada por aminoácidos y una parte no proteica o grupo prostético formada por otros compuestos.

Entre las proteínas simples tenemos proteínas fibrosas, con función estructural como la queratina, fibroína (seda); el fibrinógeno con función defensiva, responsable de la coagulación sanguínea y globulares como las histonas y las protaminas que se unen al ADN.

Proteínas conjugadas.

Se clasifican en función de su naturaleza química del grupo prostético. Por ejemplo cromoproteínas, como la hemoglobina, si llevan elementos metálicos que las aportan color.

Funciones de las proteínas.

En un ser vivo hay miles de proteínas diferentes y cada una de ellas realiza una función particular. Las principales funciones de las proteínas son:

• Estructural, como el colágeno que forma fibras que dan resistencia y elasticidad a huesos y cartílagos o la queratina que es parte importante de las uñas y el pelo.
• Transportadora, como la hemoglobina que transporta el oxígeno de la sangre o las proteínas transportadoras de colesterol.
• Reguladora, como la insulina, hormona que regula el azúcar de la sangre, o la hormona del crecimiento.
• Contráctil, como la actina y la miosina que forman filamentos de cuya interacción se deriva la contracción muscular.
• Defensa inmunitaria, como los anticuerpos, que se fabrican para neutraliza a sustancias extrañas que penetran en el organismo.
• Enzimática o biocatalizadora.

Propiedades de las proteínas.

Desnaturalización.

Toda proteína realiza su función si se presenta en su forma tridimensional característica (conformación). Esta forma la pierde cuando cambian las condiciones del medio (temperatura, pH, salinidad...) implicando esto una pérdida de su función.

Las causas pueden ser los cambios de temperatura las variaciones del pH o la presencia de sustancias desnaturalizantes.

Definición: pérdida de la función de una proteína debido a la pérdida de su conformación por cambios en el medio donde se encuentra. Algunas proteínas pueden volver a adquirir su conformación (renaturalización) al restablecerse las condiciones del medio.

Especificidad (de especie).

Como las proteínas son sintetizadas con la información genética de un individuo, este tendrá algunas proteínas específicas de él y diferentes a las proteínas de los otros individuos de la misma especie.

En esto se basa el rechazo de los órganos trasplantados. Nuestro sistema inmune tiene la capacidad de diferenciar lo propio de lo extraño y en un órgano procedente de otro individuo hay proteínas específicas del donante que serán reconocidas como extrañas.