Proteínas y Aminoácidos

Proteínas

• Las proteínas son biomoléculas orgánicas esenciales para la estructura y función celular.
• Están compuestas principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, siendo este último el elemento característico.
• Pueden contener azufre y en algunos casos, otros elementos como fósforo, hierro, magnesio y cobre.
• Las proteínas son polímeros formados por unidades más pequeñas llamadas aminoácidos.
• La unión de un número bajo de aminoácidos forma un péptido.
• Se denomina oligopéptido si el número de aminoácidos es menor a 10, polipéptido si es mayor a 10 y proteína si es mayor a 50.
• Las proteínas pueden contener desde 50 hasta miles de aminoácidos.
• Los aminoácidos están compuestos por un grupo amino (-NH2), un grupo carboxilo (-COOH), un átomo de hidrógeno (H) y un grupo variable llamado radical R.
• La glicina es el aminoácido más simple, con un átomo de hidrógeno como radical R.
• En las proteínas de los seres vivos se encuentran 20 tipos de aminoácidos.
• De estos 20, hay 9 que el hombre no puede sintetizar, llamados aminoácidos esenciales. Estos son: histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina.
• Los péptidos se forman por la unión de aminoácidos mediante un enlace peptídico, un enlace covalente entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente.
• La formación del enlace se realiza con liberación de una molécula de agua (reacción de condensación).

Clasificación de las Proteínas

• Por su forma tridimensional:
  • Fibrosas: Como la elastina, la queratina y el colágeno.
  • Globulares: Como la hemoglobina, las enzimas, las albúminas y las hormonas.
• Por su composición:
  • Simples: Formadas solo por aminoácidos.
  • Conjugadas: La cadena de aminoácidos se une a algún componente orgánico o inorgánico.
    • Si la unión es covalente, el componente se denomina Grupo Prostético.

Niveles de estructura proteica

• Estructura primaria: Secuencia lineal de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos.
• Estructura secundaria: Plegamiento local de la cadena polipeptídica.
  • Hélice alfa: Estructura espiral.
  • Hoja beta: Estructura en forma de lámina plegada.
• Estructura terciaria: Plegamiento tridimensional completo de la cadena polipeptídica.
  • Determinada por las interacciones entre los diferentes grupos funcionales de los aminoácidos.
• Estructura cuaternaria: Unión de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria.
  • Se establece mediante enlaces débiles como puentes de hidrógeno, interacciones iónicas o fuerzas hidrofóbicas.

Desnaturalización de las proteínas

• Pérdida de la estructura cuaternaria, terciaria y secundaria de una proteína.
• Se produce por la ruptura de los enlaces no covalentes que mantienen la estructura.
• Puede ser causada por cambios de temperatura o variaciones en el pH.
• La desnaturalización implica la pérdida de la actividad biológica de la proteína.

Funciones de las proteínas

• Catalítica: Enzimas como la Hexoquinasa y la RUBISCO.
• Contracción muscular: Actina y Miosina.
• Coagulación de la sangre: Trombina.
• Respuesta inmune: Anticuerpos.
• Hormonal: Insulina, prolactina, hormona del crecimiento.
• Estructural: Colágeno, queratina, fibroína y elastina.

Ácidos nucleicos

• Se encuentran en todos los seres vivos y son responsables de la codificación, transmisión y traducción de la información genética celular.
• Son polímeros de nucleótidos, que son sus unidades estructurales.
• Los nucleótidos están compuestos por:
  • Un azúcar pentosa (ribosa o desoxirribosa).
  • Un ácido fosfórico.
  • Una base nitrogenada.

Bases nitrogenadas

• Pirimidínicas: Citosina (C), timina (T) y uracilo (U). Contienen un anillo.
• Purínicas: Adenina (A) y guanina (G). Contienen dos anillos.

Formación de un ácido nucleico

• Un ácido nucleico se forma mediante la unión de nucleótidos por enlace fosfodiéster.
• Este enlace se establece entre el fosfato de un nucleótido y el azúcar de otro, con la eliminación de una molécula de agua.

Tipos de ácidos nucleicos

• ADN (ácido desoxirribonucléico): Formado por desoxirribonucleótidos.
• ARN (ácido ribonucléico): Formado por ribonucleótidos.

Características del ADN

• Formado por dos cadenas de desoxirribonucleótidos dispuestas en forma antiparalela.
• Las cadenas se mantienen unidas por puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas:
  • 2 puentes entre A y T.
  • 3 puentes entre G y C.
• El contenido de Adenina es igual al de Timina y el de Citosina es igual al de Guanina.
• La molécula presenta una conformación de doble hélice.
• El modelo de la doble hélice fue propuesto por James Watson y Francis Crick en 1953.

Características del ARN

• Molécula de una sola cadena formada por ribonucleótidos.
• Contiene uracilo en lugar de timina.
• Existen diferentes tipos de ARN: ARNm, ARNr y ARNt.

Vitaminas

• Son compuestos orgánicos necesarios en pequeñas cantidades.
• No se utilizan como material de construcción ni como fuente de energía.
• Las plantas las sintetizan, y los animales deben obtenerlas a través de su dieta.
• Las necesidades de vitaminas varían según la especie.
• Algunas vitaminas se sintetizan en ciertas condiciones ambientales.

Clasificación de vitaminas

• Hidrosolubles:
  • Se disuelven en agua.
  • No se acumulan en el organismo.
  • Incluyen las vitaminas del complejo B (B1, B2, B5, B6, B12) y la vitamina C.
• Liposolubles:
  • Se disuelven en grasas.
  • Se acumulan en el organismo.
  • Incluyen las vitaminas A, D, E y K.