Las proteinas son moléculas de un gran tamaño en comparación a otros tipos de moléculas lo cual hace que también sean conocidas como macro-moléculas.
Debido a los componentes que conforman la estructura de proteína de caracteres químicos estos son conocidas o clasificadas en dos tipos distintos los cuales son proteínas simples o normales y proteínas conjugadas o complejas.
Las macromoléculas conocidas como proteínas son esenciales y fundamentales en los organismos de cualquier tipo de ser vivo tanto si es de origen animal como si lo es de origen vegetal.
Su importancia para los organismos que son considerados como seres vivos radica principalmente en sus funciones de carácter biorregulador que realizan en la parte interna de las famosas enzimas además de que también funcionan como anticuerpos.
En el ámbito de las ciencias son muy reconocidas ya que estas conforman parte del grupo de biomoléculas más versátil y amplio que existe en el mundo hasta la fecha ya que sabemos que con nuevos descubrimientos esto podría cambiar.
Las proteínas también son muy conocidas ya que este tipo de moléculas forman parte de más del 80% de todo el protoplasma existente en la parte interna de todas las células tanto animales como vegetales.
Indice
Estructura de las proteínas.
En estas estructuras se reúnen las propiedades que se encuentren a disposición en el espacio de las moléculas de la misma, las cuales son provenientes de su secuencia aminoácido.
Las características de la estructura de las proteínas se encuentran en su entorno al igual que la presencia de los compuestos simples y complejos que las estabilizan y las conducen a un plegamiento totalmente específico.
Las proteínas son estructuradas por cuatro niveles, ya que como pueden presentarse de diferentes maneras, también deben organizarse de una forma específica. Esto, por las fases, que a su vez, poseen.
Se describen por tener en la primera estructura la cadena de aminoácidos, en la segunda los aminoácidos interactúan de forma directa con los enlaces de hidrógeno, la tercera ocurre por las interacciones en las hélices y las hojas plegadas, y por último, la cuarta que consiste de más de una cadena con aminoácidos.
Absolutamente todas las cosas que existen en el universo están compuestas por una gran materia madre la cual la conocemos mundialmente como simplemente materia en el ámbito de la física.
De igual manera todas las cosas existentes poseen una estructura en la cual obviamente está involucrada la materia y diversas otras cosas, esto ocurre así hasta en organismos muy diminutos como por ejemplo las células o incluso las proteínas.
Niveles de estructuración de las proteínas.
Los niveles de esta se dividen en cuatro, los cuales corresponden a la estructura primaria, la secundaria, la terciaria y la cuaternaria.
La primera de ellas es correspondiente a la secuencia de los aminoácidos, la segunda es la que produce la aparición de los motivos estructurales, la tercera le da definición a la estructura y la cuarta interviene los llamados polipéptido.
La estructura primaria.
Las proteínas constituyen una parte importante para el desarrollo óptimo del organismo y de los seres vivos.
Son basicamente moléculas que están compuestas por aminoácidos unidos por enlaces peptídicos.
Las mismas se componen por tener, una estructura primaria, una secundaria, una terciaria y hasta una cuartenaria.
A su vez, las proteínas son las fuentes de peso de la mayoría de los tejidos del organismo, están en todas las células del cuerpo y se componen en su estructura química con Hidrógeno, Carbono, Oxígeno y Nitrógeno. El orden de ellas, depende netamente del código genético de cada persona.
Es la combinación lineal de los llamados aminoácidos, su combinación se basa en el enlace covalente y el enlace peptídico.
Estos aminoácidos se encuentran unidos o entrelazados por un enlace peptídico la cual es una de sus características más relevantes de ña coplanaridad que constituyen tal enlace.
Esta estructura lineal del enlace péptido va a definir la medida de las propiedades niveladas de las organizaciones superiores de proteína.
La información del material genético va en el siguiente orden: al momento de la producción de la traducción del RNA se obtendrá en el orden en el que se encuentran los aminoácidos que dan lugar a cada una de las proteínas.
La estructura primaria de las proteínas es el orden de los aminoácidos que la constituyen.
En la parte primaría, las proteínas se constituyen por poseer una cadena de aminoácidos combinadas o entrelazadas de manera directa con enlaces peptídicos. Un dato importante, es que aunque algunas proteínas presenten los mismos aminoácidos, pueden diferenciarse por tener una secuencia de aminoácidos totalmente diferentes.
Su secuencia está estrictamente definida, empezando a enumerar los aminoácidos desde el N-Terminal hasta el otro extremo C-Terminal. Es importante mencionar que la cadena de aminoácidos puede variar considerablemente dependiendo de la información contenida en el ADN, que es la que le da la función correspondiente a la proteína.
Sólo existen 20 tipos de aminoácidos que constituyen en sí, los péptidos, pero teniendo en cuenta que pueden contener cientos o hasta miles de aminoácidos, la variedad de los enlaces peptídicos puede ser infinita.
Estructura secundaria.
Las estructuras secundarias de las proteínas son las disposiciones espaciales que se encuentran en el esqueleto del proteico, por la información que se tiene de los puentes se forman los átomos de los enlaces peptídicos.
Esto hace referencia a que los enlaces de tipo covalentes sin que estos hagan referencia a las cadenas laterales.
En la estructura secundaria existen dos clases: la ordenada y la no ordenada. Los motivos que son más comunes son la beta lámina y la hélice alfa.
Es importante señalar, que las proteínas son polímeros de aminoácidos estructurados en forma lineal y unidos a su vez mediante enlaces peptídicos. No obstante, la secuencia lineal de estos aminoácidos, generalmente adopta ciertas formas espaciales, entre ellas una muy importante como lo es la estructura secundaria de las proteínas.
Posteriormente, las proteínas están involucradas en absolutamente todos los tipos de desarrollo celulares. Así mismo, representando múltiples funciones biológicas. Todas estas poseen una gran cantidad de propiedades y funciones distintas.
Estos a su vez, tienen el poder de ejecutar la información sobre el movimiento celular, la cual está contenida en los ácidos nucleicos. Son los responsables de gran parte de la estructura y funciones vitales del organismo.
Interpretación de la estructura secundaria de las proteínas.
La estructura, que la proteína adopta refiriéndonos al aspecto espacial.
Es el amoldamiento entre sí, de residuos aminoácidos que se encuentran en cercanía, ubicados en la cadena polipeptídica. Esto es aquello que se denomina como polipéptido.
Dicha estructura, se forma por consecuencia de una formación de enlaces de hidrógeno, entre los grupos carbonilo CO (como aceptor de hidrógeno), y amino NH (como donador de hidrógeno).
Asimismo, la cadena polipeptídica se forma con menos energía libre, y por tanto, suele ser más estable.
Percepción de la forma estructural secundaria de las proteínas.
Se pueden señalar distintos tipos de conformaciones, para facilitar la comprensión de la estructura secundaria:
Conformación al azar.
En diversas proteínas, o lugares específicos de esta, no hay presencia del suficiente nivel de amoldamiento que se requiere para distinguir una fase estructural superior a la estructura primaria. Es allí, donde se considera la conformación al azar.
Hélice Alfa.
En esta estructura, el esqueleto peptídico o cadena polipeptídica, se desarrolla en espiral sobre una especie de eje imaginario. Esto ocurre por los giros que se generan en torno al carbono beta de cada aminoácido.
A esto se le llama ‘’organización helicoidal de la cadena peptídica’’.
El grupo carboxilo (CO) de un aminoácido n, se fusiona por medio de un puente de hidrógeno, al grupo amino (NH) de otro aminoácido, que se encuentra tres residuos más allá (n + 4).
Hoja Plegada Beta.
En esta estructura, el esqueleto de la cadena polipeptídica (beta hebras), se extiende en forma de zigzag, muy parecido a un conjunto de pliegues. Situándose los enlaces peptídicos en planos de inclinación, alternando planos ascendentes con descendentes.
La formación de esta estructura, es característica de proteínas fibrosas como la fibroína de seda, aunque de igual manera pueden aparecer en proteínas globulares, como las inmunoglobulinas. Hay dos tipos de estructuras en hoja plegada beta:
La anti paralela, que se origina cuando ambas cadenas polipeptídicas van en direcciones diferentes, (una del grupo carboxilo al amino, y la otra del amino al carboxilo). La paralela, que es originada cuando ambas cadenas polipeptídicas van en el mismo sentido.
Aspectos resaltantes de la estructura secundaria de las proteínas.
Giros Beta.
La sucesión de la cadena polipeptídica, con cualquiera de las estructuras anteriores (hélice A u hoja B), están unidos entre sí mediante los giros B. Se caracterizan por ser sucesiones cortas, compuesta por un giro de 180º a la cadena principal de un polipéptido.
Un puente de hidrógeno entre los residuos 1 y 4 del giro B, es el mediador de la estabilidad de dicha conformación de estos.
Conformación del colágeno.
El colágeno, tiene una importante función estructural ya que es una proteína fibrosa. Su fase representativa, está formada por una repetición periódica de grupos de tres AA. El primero es Gly, el segundo Pro, y por último un AA cualquiera.
Estructuras supersecundarias.
Es usual estar en presencia de combinaciones de estructuras al azar A y B, repitiéndose en diferentes tipos de proteínas. Esto ocurre en proteínas con estructura terciaria globular, y son las llamadas estructuras supersecundarias.
Muchos están conformados por estructuras B, otros por hélices A, e incluso por la unión de ambos.
Estructura terciaria.
Las proteínas están estructuradas de un modo muy particular el cual es conocido en el ámbito de los científicos y especialistas en el tema como la estructura terciaria de las proteínas.
La Estructura terciaria de las proteínas básicamente se llama así a la estructura de las macromoléculas llamadas proteínas las cuales poseen una disposición tridimensional de todos los átomos que conforman a dichas famosas moléculas.
La Estructura terciaria de las proteínas es la principal causante de muchas de las funciones más importantes que cumplen las proteínas en los organismos vivos como por ejemplo su función de carácter biorregulador.
Esto último es debido ya que este tipo de estructura llamada la estructura terciaria de las proteínas brinda la posibilidad de que existan distintos grupos funcionales los cuales faciliten su interacción con los diversos ligandos de las células.
Se conoce que la llamada estructura terciaria de las proteínas es conocida como la máxima información estructural que puede tener una célula y además esta proporciona una disposición precisa y única en el espacio de las células.
De igual manera se sabe también que la llamada estructura terciaria de las proteínas va creciendo y se va formando según se van sintetizando las proteínas dentro de la célula.
Tipos de Estructura terciaria de las proteínas.
En general existen dos tipos de la estructura terciaria de las proteínas que son conocidos como estructura terciaria de tipo fibroso y la estructura terciaria de tipo globular.
La estructura terciaria de tipo fibroso se origina y se caracteriza por que los diversos elementos estructurales de la proteína pueden mantener un orden sin la necesidad de optar grandes modificaciones.
Mientras tanto la estructura terciaria de tipo globular de las proteínas es la más común de observar y suele ser de una forma ovalada o esférica, además se caracteriza ya que sus capaz son idénticas sin que una resalte por encima de las demás.
Esta es el modo en el cual la cadena polipeptídica logra plegarse en el espacio.
Esta estructura se realiza de forma en la cual nos aminoácidos apolares logran situarse en el interior y los polares en el exterior.
A raíz de esto las interacciones hidrofóbicas se estabilizan con fuerzas de vender Waals y los puentes de disulfuro: estos son covalentes que están entre los aminoácidos de cisteína de forma orientada.
Cuando las interacciones hidrofóbicas se estabilizan ocurre por medio de los enlaces icónicos.
Estructura cuaternaria.
Esta es una derivada del conjunto de las cadenas peptídidas que se encuentran asociadas y conformadas por un ente de multímero, el cual posee distintas propiedades que la de los monómeros.
Las subunidades de la estructura cuaternaria están asociadas entre ellas por las interacciones no covalentes, también algunas están asociadas por los puentes de hidrógeno, las interacciones hidrofóbicas y los puentes salinos.
En este caso una proteína está formada por un dímero que puede ser también un homodímero y dos monómeros, en la situación de ambos los monómeros deben estar constituidos por ser iguales y los heterodímero en eso de que no lo sean.
¿Cuál es la estructura de los aminoácidos?
Estas moléculas quirales están formadas por los átomos de carbono central y aportan en las estructuras los grupos amino y también el grupo de los carboxilos, gracias a esto su nombre.
Además de agregar esto, también aporta un átomo de hidrógeno y la cadena lateral a las cuales se les pasa las características que la definen, las mismas de las que se parte la clasificación.
