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TEMA 4: LAS PROTEÍNAS (2)
Estructura de las proteínas
Las proteínas adoptan una forma tridimensional de la que depende en gran medida su función. En esta configuración tridimensional existen cuatro niveles estructurales: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y, en algunas proteínas, estructura cuaternaria.
La estructura primaria:Es la secuencia lineal de aminoácidos, y indica solamente los aminoácidos que la forman y el orden en el que se encuentran. Esta secuencia determina los siguientes niveles estructurales.
Péptido (estructura primaria)
Estructura de las proteínas
La estructura secundaria:Son las estructura que la cadena peptídica adquiere en el espacio, debido a la capacidad de rotación de los enlaces que forma el carbono alfa. Las formas más comunes son la hélice alfa y la lámina beta, ambas debidas a los puentes de hidrógeno que se forman entre los átomos que participan en los enlaces peptídicos.
Hélice alfa
Lámina beta
Lámina beta
Estructura de las proteínas
La estructura terciaria:Es la estructura que adquiere la proteína en el espacio debido a las fuerzas que se crean entre los radicales de los aminoácidos. Estas fuerzas pueden ser:
- Enlaces químicos entre los azufres de dos cisteínas, llamados puentes disulfuro.
- Interacciones moleculares:a) Interacciones hidrofóbicas entre aminoácidos con cadena
hidrófoba.b) Interacciones electrostáticas entre cadenas ácidas y básicas.
Proteína con tres dominios estructurales. Los dominios estructurales son zonas de la proteína que se repliegan sobre sí mismas, son subconjuntos que suelen cumplir funciones diferentes.
Estructura de las proteínas
La estructura terciaria:Esta estructura puede dar como resultado final proteínas con dos tipos de conformación:- Conformación globular: la estructura es compacta y semejante a una
esfera. Son solubles en agua.- Conformación fibrosa: la proteína tiene una forma alargada. Son
proteínas insolubles y tienen función estructural.
Proteína globular
Proteína fibrosa
Estructura de las proteínas
La estructura cuaternaria:Esta estructura la poseen sólo aquellas proteínas que están formadas por varias cadenas polipeptídicas, denominadas subunidades o protómeros. La estructura final de la proteína dependerá de cómo se ensamblen los protómeros.La unión siempre es entre los radicales de los aminoácidos de las cadenas polipeptídicas. Un ejemplo es la hemoglobina, formada por la unión de 4 subunidades.
Propiedades de las proteínasEspecificidad:Las proteínas de los seres vivos son características de cada especie, e incluso pueden variar entre los individuos de la misma especie.
La desnaturalización:Es el proceso por el que una proteína pierde su configuración tridimensional característica, por lo que pierde sus propiedades y su funcionalidad.Una proteína puede desnaturalizarse debido a cambios bruscos del pH, variaciones fuertes de temperatura, radiación ultravioleta u otros factores. La desnaturalización será reversible si estos factores actúan durante poco tiempo, de lo contrario será irreversible. Este proceso se denomina renaturalización.
Las funciones de las proteínasLas proteínas son moléculas tremendamente diversas debido a la posibilidad de combinar los 20 distintos aminoácidos en diferentes secuencias lineales. Esa diversidad química produce una gran diversidad estructural entre las proteínas, lo que hace que puedan tener múltiples funciones.
Las funciones de las proteínasFunción estructural:Las proteínas, sobre todo las que son fibrosas, forman parte de estructuras biológicas, tanto celulares como corporales.A nivel celular se encuentran:- Las glucoproteínas: forman parte de las membranas celulares.- Las histonas: forman parte de los cromosomas.- La tubulina y la actina: forman parte del citoesqueleto de las células.A nivel corporal se encuentran:- El colágeno: forma los tendones y los huesos.- La elastina: se haya en las paredes de órganos, como por ejemplo en
las arterias.- La queratina: está en la epidermis y en pelo, uñas, plumas,
pezuñas…
Proteína transmembrana
Proteína transmembrana
Proteína transmembrana. Los aminoácidos que están en contacto con los lípidos de membrana tendrán que ser hidrófobos.
Citoesqueleto
Las funciones de las proteínasFunción de transporte:
- Las permeasas y las bombas: son proteínas de membrana que transportan moléculas de un lado a otro de la membrana,
- Los citocromos: transportan electrones durante la respiración celular y la fotosíntesis, en las mitocondrias y los cloroplastos, respectivamente.
- La hemoglobina y la hemocianina: transportan oxígeno en los vertebrados y en los invertebrados, respectivamente.
- La mioglobina: transporta oxígeno en el interior del músculo.- Las lipoproteínas: transportan lípidos a través de la sangre.
Las funciones de las proteínasFunción homeostática:La homeostasis consiste en el mantenimiento de unas condiciones físico-químicas constantes y adecuadas en nuestro medio interno (que es el conjunto de líquidos que rodean a nuestras células) para el buen funcionamiento de nuestras células. Esas condiciones incluyen la temperatura, el pH, la concentración salina, etc.Las proteínas, gracias a su carácter anfótero (se comportan como ácidos o como bases según el pH del líquido en el que se encuentran) sirven para moderar el pH de nuestros líquidos corporales. En un medio ácido se comportan como bases, y en un medio básico se comportan como ácidos. Con lo cual, tanto en un medio como en otro contribuyen a equilibrar el pH.
Las funciones de las proteínasFunción defensiva y protectora:Hay varias proteínas que nos protegen frente a agentes infecciosos. Entre ellas destacan:
- Las inmunoglobulinas: son los llamados anticuerpos, que forman parte del sistema de neutralización de virus, bacterias, etc.
- La trombina y el fibrinógeno: intervienen en la coagulación de la sangre, lo que impide que ésta se pierda a través de las heridas.
- Las mucinas: son sustancias que eliminan bacterias. Se encuentran en los tractos digestivo y respiratorio, y en las superficies mucosas.
Las clasificación de las proteínasLas holoproteínas:Son aquellas formadas exclusivamente por aminoácidos.- Las proteínas globulares o esferoproteínas: tienen conformación
globular.a) Albúminas: pueden intervenir en el transporte de otras moléculas,
como hormonas o ácidos grasos y sirven también como reserva de aminoácidos. Ejemplos de ello son la ovoalbúmina del huevo o la lactoalbúmina de la leche.
b) Globulinas: en este grupo están las seroglobulinas de la sangre (sero=suero).
c) Histonas y protaminas: son ricas en aminoácidos básicos, se asocian con el ADN para formar la cromatina.
Las clasificación de las proteínasLas holoproteínas:Son aquellas formadas exclusivamente por aminoácidos.- Las proteínas globulares o esferoproteínas: tienen conformación
globular.
d) Prolaminas: son insolubles en agua, y se encuentran en el maíz (zeína), trigo (gliadina) o la cebada (hordeína). Tienen función de reserva.
e) Gluteninas: también son insolubles en agua. Son glutenina el gluten del trigo y la orizanina del arroz, y tienen función de reserva.
Las clasificación de las proteínasLas holoproteínas:Son aquellas formadas exclusivamente por aminoácidos.
- Las proteínas fibrosas o escleroproteínas: son filamentosas, insolubles en agua y de función estructural. Son las ya mencionadas queratina, colágeno, elastina, la actina y la miosina (estas dos últimas con función contráctil).
Actina y miosina (proteínas contráctiles)
Las clasificación de las proteínasLas heteroproteínas:Son aquellas que además de tener aminoácidos en su composición, tienen elementos de naturaleza no proteica, que reciben el nombre de grupo prostético. Según la naturaleza de dicho grupo prostético, hay varios grupos:
- Glucoproteínas: son aquellas en las que el grupo prostético es un glúcido. Las inmunoglobulinas (anticuerpos) y las mucinas (que forman parte de las secreciones mucosas) son ejemplos de glucoproteínas.
- Lipoproteínas: su grupo prostético es un lípido. Son las VLDL, las LDL y las HDL, encargadas de transportar lípidos a través de la sangre.
- Fosfoproteínas: su grupo prostético es el ácido fosfórico, y ejemplos de ello son la caseína de la leche y la vitelina de la yema del huevo.
Las clasificación de las proteínasLas heteroproteínas:
- Nucleoproteínas: el grupo prostético es un ácido nucleico. Las fibras de cromatina son un ejemplo de nucleoproteínas.
- Cromoproteínas: el grupo prostético es una molécula con un color concreto debido a la presencia de dobles enlaces conjugados en su estructura. Por eso se dice que estas proteínas son pigmentos.
Las clasificación de las proteínas- Cromoproteínas: el grupo prostético es una molécula con un color concreto
debido a la presencia de dobles enlaces conjugados en su estructura. Por eso se dice que estas proteínas son pigmentos. Hay de dos tipos:
a) Porfirínicas: el grupo prostético es una metaloporfirina, molécula formada por un anillo tetrapirrólico (porfirina) y por un catión metálico situado en el centro de la molécula. Un ejemplo es la hemoglobina, que transporta oxígeno a través de la sangre.
a) No porfirínicas: el grupo prostético no es una porfirina, aunque sí contiene un catión metálico. La hemocianina es un ejemplo de este tipo de proteínas. Su elemento metálico es el cobre y sirve para transportar oxígeno en la sangre de los moluscos.
Porfirina
Porfirina
Clorofila
Hemoglobina
