Lernmaterialien für Química de la Vida an der Universidad Nacional de Cuyo

PROTEÍNAS

Una proteína es una macromolécula que está formada por una secuencia de aminoácidos. Los niveles de organización de una proteína son los siguientes:

• Monómeros: Aminoácidos (formados por un carbono unido a un grupo carboxilo, un grupo amino, hidrógeno y un grupo variable R difiere en cada aminoácido)
• Péptido: Se forma por varios aminoácidos de 2 a 50.
• Polipéptido: Está formado por más de 51 aminoácidos.
• Proteína: Formada por uno o más polipéptidos.

Funciones de las proteínas:

• Proteínas enzimáticas: Actúan como catalizadores acelerando las reacciones químicas.
• Proteínas estructurales: Actúan como sostén formando estructuras resistentes.
• Proteínas de almacenamiento: Almacenamiento de aminoácidos 
• Proteínas de transporte: Transportan sustancias a través del organismo.
• Proteínas hormonales: Se encargan de coordinar la actividad del organismo.
• Proteínas receptoras: Emiten una respuesta de la célula ocasionada por un estímulo.
• Proteínas motoras: Encargadas del movimiento por ejemplo de los músculos.
• Proteínas defensivas: Protección contra enfermedades (Anticuerpos)

Conformación y función proteica

La diferencia entre una proteína y un polipéptido radica en la conformación tridimensional que tendrá la proteína. Ya que la conformación específica de una proteína determina como funciona. En casi todos los casos, la función de una proteína depende de su capacidad para reconocer y unirse a alguna otra molécula.

Cuatro niveles de la estructura proteica

En la arquitectura de la proteína podemos reconocer cuatro niveles de estructura, el cuarto nivel surge cuando una proteína está compuesta por dos o más cadenas polipeptídicas.

• Estructura primaria: Es la secuencia de aminoácidos. Determinada por la información genética heredada.
• Estructura secundaria: Se producen los enrollamientos o plegamientos, siendo desencadenados por medio de enlaces de hidrógeno en la columna vertebral polipeptídica. Pueden ser de dos tipos. Hélice alfa los mantiene un enlace de hidrógeno cada cuatro aminoácidos y la Hélice beta o plegada se produce cuando dos columnas vertebrales paralelas son conectadas por enlaces de hidrógeno.
• Estructura terciaria: Se produce cuando la cadena polipeptídica es afectada por interacciones entre las cadenas de aminoácidos. Normalmente se agrupan de forma compacta y globular. Un ejemplo de esto puede ser una interacción hidrófoba aislando esta parte del contacto con el agua.
• Estructura cuaternaria: Es la estructura resultante de la acumulación de estas subunidades polipeptídicas.

¿Qué determina la conformación proteica?

Viene determinada por la secuencia de aminoácidos que adopta y mantiene una forma tridimensional determinada. La cual debe mantenerla mediante interacciones responsables de la estructura secundaria y terciaria. El plegamiento tiene lugar a medida que la proteína se está sintetizando dentro de la célula. 

Sin embargo la conformación proteica también depende de las condiciones físicas y químicas del medio. Si se altera el pH, la conformación salina o la temperatura la proteína puede llegar a desenrollarse, perder su conformación proteica y quedar biológicamente inactiva (Desnaturalización)

El problema del plegamiento de las proteínas

Las chaperoninas son moléculas proteicas que ayudan a otras proteínas a lograr un plegamiento apropiado. En un proceso llamado Renaturalización.

El polipéptido desnaturalizado entra a la chaperonina, se une el casquete (tapa) generando un ambiente hidrófilo apto para el plegamiento del polipéptido luego el casquete se despega y la proteína re-naturalizada es liberada.

ÁCIDOS NUCLEICOS

¿Qué determina la estructura primaria de las proteínas? 

¿Qué es un gen? 

Es una unidad de herencia compuesta por ADN 

¿Qué es un cromosoma?

Cada cromosoma contiene una larga molécula de DNA que se compone de miles de genes.

¿Qué es el ADN?  (Ácido desoxirribonucleico)

Es un polinucleótido perteneciente a los ácidos nucleicos (macromoléculas). Es el material genético que los organismos heredan de sus padres. 

En la estructura del DNA se encuentra codificada la información que programa todas las actividades de la célula

La secuencia de bases a lo largo del polímero de DNA ( o mRNA) es única para cada gen. El significado de un gen para cada célula está codificado en su secuencia específica de las cuatro bases de DNA.

¿Cuáles son las funciones del DNA?

• Proporciona direcciones para su replicación
• Dirige la síntesis de RNA
• Almacenamiento de la codificación de las actividades celulares

¿Qué es el RNA? (Ácido ribonucleico)

Es un polímero (polinucleótido) perteneciente a los ácidos nucleicos.

¿Cuáles son las funciones del RNA?

• Transporta información del ADN fuera del núcleo
• Transmite instrucciones genéticas para construir proteínas en los ribosomas (Síntesis proteíca)

Estructura de los ácidos nucleicos

1. Ácido nucleico (macromolécula)
2. Polinucleótido (Polímero): Los nucleótidos se unen por enlaces fosfodiéster para formar polinucleótidos
3. Nucleótido (Monómero)
4. Formado por: Una base nitrogenada, un azúcar pentosa y un grupo fosfato
5. Base nitrogenada: Existen dos tipos: las purinas (formadas por un anillo de seis miembros de carbono y nitrógeno unido a un anillo de cinco miembros) que incluyen a la Adenina (A) y la Guanina (G)  y el otro grupo son las pirimidinas (formadas por un anillo de seis miembros de carbono y nitrógeno) que incluyen a la Citosina (C), Timina (T) y Uracilo (U)

La adenina, la guanina y la citosina se encuentran en ambos ácidos nucleicos mientras que la timina se encuentra solamente en el DNA y el uracilo en el RNA. La pentosa conectada a la base nitrogenada es la ribosa en los nucleótidos del RNA y la desoxirribosa en los nucleótidos del DNA.

Polímeros nucleótidos 

Los nucleótidos están unidos por enlaces covalentes (fosfodiéster) entre el grupo -OH (oxhidrilo) sobre el carbono 3' de un nucleótido y el fosfato sobre el carbono 5' del siguiente. Un extremo tiene un fosfato unido a un carbono 5' y el otro extremo tiene un grupo hidroxilo sobre un carbono 3'. Por eso se dice que la dirección del DNA es de 5' a 3'.

Apareamiento de las bases nitrogenadas.

• Adenina ------- Timina (por medio de dos enlaces de hidrógeno)
• Guanina ----- Citosina (por medio de tres enlaces de hidrógeno)

Doble hélice

Se orientan en direcciones opuestas entre sí porque son antiparalelas. La dirección de una será 5' a 3' y de la otra 3' a 5'

Se mantienen unidas por los enlaces de hidrógeno formadas entre las bases nitrogenadas.

Cada una de las dos cadenas de una molécula de DNA sirve como molde para ordenar los nucleótidos en una nueva cadena obteniendo como resultado dos copias idénticas de la molécula de DNA.