¿cómo están formadas las proteínas y qué función cumplen?
Funciones de las proteínas pdf
Representación de la estructura tridimensional de la proteína mioglobina que muestra las α-hélices de color turquesa. Esta proteína fue la primera en tener su estructura resuelta por cristalografía de rayos X. Hacia el centro de la derecha entre las espirales, un grupo prostético llamado grupo hemo (mostrado en gris) con una molécula de oxígeno unida (rojo).
Las proteínas son grandes biomoléculas y macromoléculas que comprenden una o más cadenas largas de residuos de aminoácidos. Las proteínas desempeñan un amplio abanico de funciones en los organismos, como catalizar las reacciones metabólicas, replicar el ADN, responder a los estímulos, estructurar las células y los organismos y transportar moléculas de un lugar a otro. Las proteínas se diferencian entre sí principalmente por su secuencia de aminoácidos, que viene dictada por la secuencia de nucleótidos de sus genes, y que suele dar lugar a que la proteína se pliegue en una estructura tridimensional específica que determina su actividad.
Una cadena lineal de residuos de aminoácidos se denomina polipéptido. Una proteína contiene al menos un polipéptido largo. Los polipéptidos cortos, que contienen menos de 20-30 residuos, rara vez se consideran proteínas y se denominan comúnmente péptidos, o a veces oligopéptidos. Los residuos de aminoácidos individuales están unidos por enlaces peptídicos y residuos de aminoácidos adyacentes. La secuencia de residuos de aminoácidos en una proteína está definida por la secuencia de un gen, que está codificada en el código genético. En general, el código genético especifica 20 aminoácidos estándar; pero en ciertos organismos el código genético puede incluir selenocisteína y -en ciertas arqueas- pirrolisina. Poco después, o incluso durante la síntesis, los residuos de una proteína suelen ser modificados químicamente por medio de modificaciones postraduccionales, que alteran las propiedades físicas y químicas, el plegamiento, la estabilidad, la actividad y, en última instancia, la función de las proteínas. Algunas proteínas tienen unidos grupos no peptídicos, que pueden denominarse grupos prostéticos o cofactores. Las proteínas también pueden trabajar juntas para lograr una función determinada, y a menudo se asocian para formar complejos proteicos estables.
La proteína de la soja
La obra de arte del mes de agosto de nuestro calendario PDBe 2020 está inspirada en las máquinas de fabricación de proteínas de las células, llamadas ribosomas. Los ribosomas son estructuras muy complejas y cruciales en la célula que cumplen la función vital de la síntesis de proteínas.
Cada célula de nuestro cuerpo contiene unos 10.000 millones de proteínas que nos permiten pensar, movernos, comer, jugar y hacer mucho más. Fabricarlas eficazmente es el trabajo de estas máquinas macromoleculares llamadas ribosomas, que se encuentran en todas las células vivas de todas las especies, desde las bacterias hasta los seres humanos.
La criomicrografía y la cristalografía de rayos X han revelado que el ribosoma está formado por dos subunidades: la pequeña y la grande. Cada una de estas subunidades forma una intrincada malla de varias moléculas de ARN con decenas de proteínas diferentes. En 2000, los biólogos estructurales Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz y Ada E. Yonath resolvieron las primeras estructuras cristalinas de resolución atómica del ribosoma. En 2009, se concedió el Premio Nobel de Química a estos tres investigadores por sus estudios sobre la estructura y la función del ribosoma, lo cual es un testimonio de la importancia del ribosoma.
Ejemplos de proteínas
Figura 4.1 Estructura atómica de la subunidad grande de un ribosoma de Haloarcula marismortui. Los ribosomas son grandes compuestos de ácido nucleico (ARN) y proteínas. En esta figura, las proteínas están coloreadas en azul y el ARN en ocre. (Crédito: por Yikrazuul. Los datos fueron tomados del PDB 3CC2, renderizados con PyMOL).
Comenzaremos ahora nuestro recorrido por los cuatro tipos principales de macromoléculas que se encuentran en los organismos vivos. El primer tipo de molécula, las proteínas, son máquinas moleculares que realizan el trabajo de las células. Tienen una enorme variedad de estructuras y funciones. Pero antes de profundizar en la relación entre la estructura y la función de las proteínas, debemos hablar de las macromoléculas.
Las macromoléculas biológicas son grandes moléculas, necesarias para la vida, que se construyen a partir de moléculas orgánicas más pequeñas. Hay cuatro clases principales de macromoléculas biológicas: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Cada una de ellas es un importante componente de la célula y desempeña una amplia gama de funciones. Combinadas, estas moléculas constituyen la mayor parte de la masa seca de una célula (recordemos que el agua constituye la mayor parte de su masa completa). Las macromoléculas biológicas son orgánicas, es decir, contienen carbono. Además, pueden contener hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos menores.
Lentejas
Las proteínas son moléculas muy importantes y esenciales para todos los organismos vivos. En peso seco, las proteínas son la unidad más grande de las células. Las proteínas intervienen en prácticamente todas las funciones celulares y a cada función se dedica un tipo de proteína diferente, con tareas que van desde el apoyo celular general hasta la señalización y la locomoción celular. En total, hay siete tipos de proteínas.
Las proteínas se sintetizan en el organismo mediante un proceso denominado traducción. La traducción tiene lugar en el citoplasma y consiste en convertir los códigos genéticos en proteínas. Los códigos genéticos se ensamblan durante la transcripción del ADN, donde éste se descodifica en ARN. A continuación, unas estructuras celulares llamadas ribosomas ayudan a transcribir el ARN en cadenas polipeptídicas que deben modificarse para convertirse en proteínas funcionales.
Los aminoácidos son los componentes básicos de todas las proteínas, independientemente de su función. Las proteínas suelen ser una cadena de 20 aminoácidos. El cuerpo humano puede utilizar combinaciones de estos mismos 20 aminoácidos para fabricar cualquier proteína que necesite. La mayoría de los aminoácidos siguen una plantilla estructural en la que un carbono alfa se une a las siguientes formas:
