Aminoácidos: Estructura, Clasificación y Función

Los aminoácidos son moléculas orgánicas que, cuando se unen con otros aminoácidos, forman una proteína. Los aminoácidos son esenciales para la vida porque las proteínas que forman están involucradas en prácticamente todas las funciones celulares. Algunas proteínas funcionan como enzimas, algunas como anticuerpos, mientras que otras proporcionan soporte estructural. Aunque hay cientos de aminoácidos que se encuentran en la naturaleza, las proteínas se construyen a partir de un conjunto de 20 aminoácidos.

Conclusiones Clave

  • Casi todas las funciones celulares involucran proteínas. Estas proteínas están compuestas de moléculas orgánicas llamadas aminoácidos.
  • Si bien hay muchos aminoácidos diferentes en la naturaleza, nuestras proteínas se forman a partir de veinte aminoácidos.
  • Desde una perspectiva estructural, los aminoácidos se componen típicamente de un átomo de carbono, un átomo de hidrógeno, un grupo carboxilo junto con un grupo amino y un grupo variable.
  • Basándose en el grupo variable, los aminoácidos se pueden clasificar en cuatro categorías: no polares, polares, cargados negativamente y cargados positivamente.
  • Del conjunto de veinte aminoácidos, once pueden ser producidos naturalmente por el cuerpo y se denominan aminoácidos no esenciales. Los aminoácidos que el cuerpo no puede producir de forma natural se denominan aminoácidos esenciales.

 

Índice temático
  1. Estructura
  2. Grupos de Aminoácidos
  3. Aminoácidos y Síntesis de Proteínas
  4. Polímeros Biológicos
  5. Fuentes

Estructura

Estructura básica de aminoácidos: carbono alfa, átomo de hidrógeno, grupo carboxilo, grupo amino, grupo " R "(cadena lateral).
Yassine Mrabet / Wikimedia Commons

Generalmente, los aminoácidos tienen las siguientes propiedades estructurales:

  • Un carbono (el carbono alfa)
  • Un átomo de hidrógeno (H)
  • Un grupo carboxilo (- COOH)
  • Un grupo amino (- NH2)
  • Un grupo "variable" o grupo "R"

Todos los aminoácidos tienen el carbono alfa unido a un átomo de hidrógeno, un grupo carboxilo y un grupo amino. El grupo" R " varía entre los aminoácidos y determina las diferencias entre estos monómeros de proteínas. La secuencia de aminoácidos de una proteína está determinada por la información que se encuentra en el código genético celular. El código genético es la secuencia de bases de nucleótidos en los ácidos nucleicos (ADN y ARN) que codifican los aminoácidos. Estos códigos genéticos no solo determinan el orden de los aminoácidos en una proteína, sino que también determinan la estructura y función de una proteína.

 

Grupos de Aminoácidos

Los aminoácidos se pueden clasificar en cuatro grupos generales en función de las propiedades del grupo "R" en cada aminoácido. Los aminoácidos pueden ser polares, no polares, cargados positivamente o cargados negativamente. Los aminoácidos polares tienen grupos " R " que son hidrófilos, lo que significa que buscan el contacto con soluciones acuosas. Los aminoácidos no polares son lo opuesto (hidrófobos) en el sentido de que evitan el contacto con el líquido. Estas interacciones juegan un papel importante en el plegamiento de proteínas y dan a las proteínas su estructura 3-D. A continuación se muestra una lista de los 20 aminoácidos agrupados por sus propiedades de grupo "R". Los aminoácidos no polares son hidrófobos, mientras que los grupos restantes son hidrófilos.

Aminoácidos No Polares

  • Ala: Alanina Gly: Glicina Ile: Isoleucina Leu: Leucina
  • Cumplido: Metionina Prt: Triptófano Phe: Fenilalanina Pro: Prolina
  • Val: Valina

Aminoácidos Polares

  • Cys: Cisteína Ser: Serina Thr: Treonina
  • Tyr: Tirosina Asn: Asparagina Gln: Glutamina

Aminoácidos Básicos Polares (Cargados Positivamente)

  • Su: Histidina Lis: Lisina Arg: Arginina

Aminoácidos Ácidos Polares (Cargados Negativamente)

  • Asp: Aspartato Glu: Glutamato

Si bien los aminoácidos son necesarios para la vida, no todos pueden producirse naturalmente en el cuerpo. De los 20 aminoácidos, 11 se pueden producir de forma natural. Estos aminoácidos no esenciales son alanina, arginina, asparagina, aspartato, cisteína, glutamato, glutamina, glicina, prolina, serina y tirosina. Con la excepción de la tirosina, los aminoácidos no esenciales se sintetizan a partir de productos o intermedios de rutas metabólicas cruciales. Por ejemplo, la alanina y el aspartato se derivan de sustancias producidas durante la respiración celular. La alanina se sintetiza a partir de piruvato, un producto de la glucólisis. El aspartato se sintetiza a partir de oxaloacetato, un intermedio del ciclo del ácido cítrico. Se consideran seis de los aminoácidos no esenciales (arginina, cisteína, glutamina, glicina, prolina y tirosina) condicionalmente esencial como la suplementación dietética puede ser necesaria durante el curso de una enfermedad o en niños. Los aminoácidos que no se pueden producir de forma natural se llaman aminoácidos esenciales. Son histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina. Los aminoácidos esenciales deben adquirirse a través de la dieta. Las fuentes alimenticias comunes para estos aminoácidos incluyen huevos, proteína de soja y pescado blanco. A diferencia de los humanos, las plantas son capaces de sintetizar los 20 aminoácidos.

 

Aminoácidos y Síntesis de Proteínas

Micrografía electrónica de transmisión de ADN (rosa). Durante la transcripción, las hebras de ARNm (verde) se sintetizan y traducen por ribosomas(azul).
ELENA KISELEVA / Getty Images

 

Las proteínas se producen a través de los procesos de transcripción y traducción del ADN. En la síntesis de proteínas, el ADN se transcribe o copia primero en ARN. El transcrito de ARN o ARN mensajero (ARNm) resultante se traduce a continuación para producir aminoácidos a partir del código genético transcrito. Los orgánulos llamados ribosomas y otra molécula de ARN llamada ARN de transferencia ayudan a traducir el ARNm. Los aminoácidos resultantes se unen entre sí mediante síntesis por deshidratación, un proceso en el que se forma un enlace peptídico entre los aminoácidos. Una cadena polipeptídica se forma cuando varios aminoácidos están unidos entre sí por enlaces peptídicos. Después de varias modificaciones, la cadena polipeptídica se convierte en una proteína completamente funcional. Una o más cadenas polipeptídicas retorcidas en una estructura 3-D forman una proteína.

 

Polímeros Biológicos

Si bien los aminoácidos y las proteínas desempeñan un papel esencial en la supervivencia de los organismos vivos, existen otros polímeros biológicos que también son necesarios para el funcionamiento biológico normal. Junto con las proteínas, los carbohidratos, los lípidos y los ácidos nucleicos constituyen las cuatro clases principales de compuestos orgánicos en las células vivas.

 

Fuentes

  • Reece, Jane B. y Neil A. Campbell. Biología Campbell. Benjamin Cummings, 2011.

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