Estructura y Función de las Proteínas

Proteínas son moléculas muy importantes que son esenciales para todos los organismos vivos. Por peso seco, las proteínas son la unidad más grande de células. Las proteínas están implicadas en prácticamente todas las funciones celulares y se dedica un tipo diferente de proteína a cada función, con tareas que van desde el soporte celular general hasta la señalización celular y la locomoción. En total, hay siete tipos de proteínas.

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Síntesis de Proteínas

Las proteínas se sintetizan en el cuerpo a través de un proceso llamado traducción. La traducción se produce en el citoplasma e implica la conversión de códigos genéticos en proteínas. Los códigos genéticos se ensamblan durante la transcripción del ADN, donde el ADN se decodifica en ARN. Las estructuras celulares llamadas ribosomas ayudan a transcribir el ARN en cadenas polipeptídicas que necesitan modificarse para convertirse en proteínas funcionales.

Aminoácidos y Cadenas Polipeptídicas

Aminoácidos son los componentes básicos de todas las proteínas, sin importar su función. Las proteínas son típicamente una cadena de 20 aminoácidos. El cuerpo humano puede usar combinaciones de estos mismos 20 aminoácidos para producir cualquier proteína que necesite. La mayoría de los aminoácidos siguen una plantilla estructural en la que un carbono alfa está unido a las siguientes formas:

• Un átomo de hidrógeno (H)
• Un grupo carboxilo (- COOH)
• Un grupo amino (- NH2)
• Un grupo "variable"

A través de los diferentes tipos de aminoácidos, el grupo "variable" es el más responsable de la variación, ya que todos ellos tienen enlaces de hidrógeno, grupo carboxilo y grupo amino.

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Los aminoácidos se unen mediante síntesis por deshidratación hasta que forman enlaces peptídicos. Cuando varios aminoácidos están unidos entre sí por estos enlaces, se forma una cadena polipeptídica. Una o más cadenas polipeptídicas retorcidas en una forma 3-D forman una proteína.

Estructura de la Proteína

La estructura de una proteína puede ser globular o fibroso dependiendo de su función particular (cada proteína es especializada). Las proteínas globulares son generalmente compactas, solubles y de forma esférica. Las proteínas fibrosas son típicamente alargadas e insolubles. Las proteínas globulares y fibrosas pueden presentar uno o más tipos de estructuras proteicas.

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Hay cuatro niveles estructurales de proteína: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. Estos niveles determinan la forma y función de una proteína y se distinguen entre sí por el grado de complejidad en una cadena polipeptídica. El nivel primario es el más básico y rudimentario, mientras que el nivel cuaternario describe la unión sofisticada.

Una única molécula de proteína puede contener uno o más de estos niveles de estructura de proteína y la estructura y complejidad de una proteína determinan su función. El colágeno, por ejemplo, tiene una forma helicoidal súper enrollada que es larga, fibrosa, fuerte y parecida a una cuerda: el colágeno es excelente para brindar soporte. La hemoglobina, por otro lado, es una proteína globular plegada y compacta. Su forma esférica es útil para maniobrar a través de los vasos sanguíneos.

Tipos de Proteínas

Hay un total de siete tipos de proteínas diferentes bajo los cuales caen todas las proteínas. Estos incluyen anticuerpos, proteínas contráctiles, enzimas, proteínas hormonales, proteínas estructurales, proteínas de almacenamiento y proteínas de transporte.

Anticuerpos

Anticuerpos son proteínas especializadas que defienden el cuerpo contra antígenos o invasores extraños. Su capacidad para viajar a través del torrente sanguíneo les permite ser utilizados por el sistema inmunológico para identificar y defenderse contra bacterias, virus y otros intrusos extraños en la sangre. Una forma en que los anticuerpos contrarrestan los antígenos es inmovilizándolos para que puedan ser destruidos por los glóbulos blancos.

Proteínas Contráctiles

Proteínas contráctiles son responsables de la contracción y el movimiento muscular. Ejemplos de estas proteínas incluyen actina y miosina. Los eucariotas tienden a poseer grandes cantidades de actina, que controla la contracción muscular, así como los procesos de división y movimiento celular. La miosina potencia las tareas que realiza la actina al suministrarle energía.

Enzimas

Enzimas son proteínas que facilitan y aceleran las reacciones bioquímicas, por lo que a menudo se las denomina catalizadores. Las enzimas notables incluyen lactasa y pepsina, proteínas que son familiares por su papel en afecciones médicas digestivas y dietas especiales. La intolerancia a la lactosa es causada por una deficiencia de lactasa, una enzima que descompone el azúcar lactosa que se encuentra en la leche. La pepsina es una enzima digestiva que funciona en el estómago para descomponer las proteínas de los alimentos; la escasez de esta enzima provoca indigestión.

Otros ejemplos de enzimas digestivas son las presentes en la saliva: la amilasa salival, la calicreína salival y la lipasa lingual realizan funciones biológicas importantes. La amilasa salival es la enzima principal que se encuentra en la saliva y descompone el almidón en azúcar.

Proteínas Hormonales

Proteínas hormonales son proteínas mensajeras que ayudan a coordinar ciertas funciones corporales. Los ejemplos incluyen insulina, oxitocina y somatotropina.

La insulina regula el metabolismo de la glucosa al controlar las concentraciones de azúcar en la sangre en el cuerpo, la oxitocina estimula las contracciones durante el parto y la somatotropina es una hormona del crecimiento que incita la producción de proteínas en las células musculares.

Proteínas Estructurales

Proteínas estructurales son fibrosos y fibrosos, esta formación los hace ideales para soportar otras proteínas como la queratina, el colágeno y la elastina.

Las queratinas fortalecen las cubiertas protectoras como la piel, el cabello, las plumas, los cuernos y los picos. El colágeno y la elastina proporcionan soporte a los tejidos conectivos como tendones y ligamentos.

Proteínas de Almacenamiento

Proteínas de almacenamiento reserve aminoácidos para el cuerpo hasta que esté listo para usar. Los ejemplos de proteínas de almacenamiento incluyen ovoalbúmina, que se encuentra en las claras de huevo,y caseína, una proteína a base de leche. La ferritina es otra proteína que almacena hierro en la proteína de transporte, la hemoglobina.

Proteínas de Transporte

Proteínas de transporte son proteínas transportadoras que mueven moléculas de un lugar a otro del cuerpo. La hemoglobina es una de ellas y es responsable de transportar oxígeno a través de la sangre a través de los glóbulos rojos. Los citocromos, otro tipo de proteína de transporte, operan en la cadena de transporte de electrones como proteínas portadoras de electrones.