Proteínas: Importancia y Funciones

Proteínas: Importancia y Abundancia

• Las proteínas son moléculas esenciales para la vida, constituyendo alrededor del 50% del peso seco de los tejidos en vertebrados.
• Prácticamente todos los procesos biológicos dependen de las proteínas.

Funciones de las Proteínas

• Catalizan reacciones químicas como enzimas.
• Regulan actividades celulares como hormonas.
• Transportan sustancias a través de la sangre como la hemoglobina.
• Defienden contra infecciones como los anticuerpos.
• Actúan como receptores celulares.
• Permiten la contracción muscular (actina y miosina).
• Dan resistencia a los tejidos de sostén (colágeno).

Estructura de las Proteínas

• Las proteínas son macromoléculas formadas por aminoácidos.
• Son polímeros, compuestos por cadenas largas de aminoácidos unidos entre sí.
• Presentan cuatro niveles de estructura:

Estructura Primaria

• Secuencia lineal de aminoácidos en la cadena polipeptídica.

Estructura Secundaria

• Disposición espacial de la cadena polipeptídica, como hélice alfa o lámina beta, debido a los enlaces de hidrógeno entre los átomos.

Estructura Terciaria

• Conformación tridimensional única de la proteína, determinada por interacciones entre los grupos R de los aminoácidos.

Estructura Cuaternaria

• Asociación de dos o más cadenas polipeptídicas (subunidades) para formar una proteína funcional.

Propiedades de las Proteínas

• Solubilidad: Muchas proteínas son solubles en agua o soluciones acuosas, debido a las interacciones con el agua.
• Desnaturalización: La pérdida de la estructura tridimensional de una proteína, lo que la inactiva funcionalmente, puede ser causada por cambios en la temperatura, el pH o la presencia de sustancias químicas.
• Clasificación:
  • Proteínas simples: Formadas solo por aminoácidos.
  • Proteínas conjugadas: Compuestas por aminoácidos y un grupo no proteico (grupo prostético).

Colágeno

• La proteína más abundante en vertebrados.
• Forma fibras resistentes en el tejido conjuntivo, como la piel, huesos, tendones y cartílagos.

Mioglobina

• Proteína muscular que almacena oxígeno.
• Contiene un grupo hemo, un complejo que contiene hierro, al que se une el oxígeno.

Hemoglobina

• Molécula transportadora de oxígeno en la sangre.
• Es una proteína tetramérica, formada por cuatro subunidades:
  • Dos cadenas alfa (α) y dos cadenas beta (β).
• Cada subunidad contiene un grupo hemo al que se une el oxígeno.

Curva de Disociación del Oxígeno de la Hemoglobina

• Representa la relación entre la tensión de oxígeno y la proporción de oxihemoglobina formada.
• Su forma sigmoidea indica que la hemoglobina se une al oxígeno de forma cooperativa, donde la unión de una molécula de oxígeno facilita la unión de las siguientes.

Efectos Cooperativos

• La unión de una molécula de oxígeno a la hemoglobina facilita la unión de otras.
• La liberación de una molécula de oxígeno hace que la hemoglobina libere más fácilmente las restantes.

Derivados de Hemoglobina

• Carboxihemoglobina: Formación de un complejo estable entre hemoglobina y monóxido de carbono (CO), que bloquea la unión del oxígeno.
• Metahemoglobina: Formación de un complejo donde el hierro del hemo se encuentra en estado férrico (Fe³⁺), impidiendo el transporte de oxígeno.

Proteínas del Músculo

• El músculo esquelético está formado por células multinucleadas (fibras musculares).
• La contracción muscular se basa en la interacción entre filamentos de actina y miosina.
• El acortamiento de las miofibrillas es el resultado del deslizamiento de los filamentos de actina sobre los de miosina.

Estructura del Músculo

• Las fibras musculares presentan bandas transversales (estriaciones) debido a la disposición de los filamentos de actina y miosina.
• Los filamentos gruesos (miosina) se encuentran en la banda A.
• Los filamentos delgados (actina) se encuentran en la banda I.

Contracción Muscular

• La contracción muscular es un proceso complejo que implica la interacción entre actina, miosina y ATP.

Proteínas del Plasma Sanguíneo

• Albúmina: Principal proteína del plasma sanguíneo, regula la presión osmótica y transporta diversas sustancias.
• Globulinas:
  • Glicoproteínas: Contienen azúcares.
  • Lipoproteínas: Transportan lípidos.
  • Inmunoglobulinas: Anticuerpos.
  • Fibrinógeno: Proteína esencial para la coagulación sanguínea.

Estructura de las Proteínas y Función

• El conocimiento de la estructura de una proteína es esencial para comprender su función.

Colágeno

• Su triple hélice confiere resistencia y flexibilidad a los tejidos donde se encuentra.

Mioglobina

• Su estructura permite que se una al oxígeno de forma eficaz.

Hemoglobina

• Su estructura tetramérica permite la unión cooperativa del oxígeno.