PROTEINAS Y ACIDOS NUCLEICOS

Dra. Carmen Aída Martínez

Las proteínas

Las proteínas son macromoléculas que se emplean como componentes estructurales de las células y tejidos, así que el crecimiento, la restauración y el mantenimiento del organismo dependen del abastecimiento adecuado de esas sustancias.

Las proteínas

Algunas son enzimas, moléculas especiales que regulan miles de reacciones químicas distintas que ocurren en los seres vivos.

Especificidad

Los elementos proteínicos constitutivos de cada célula son la clave de su estilo de vida. Cada tipo celular posee una distribución, cantidad y especie de proteínas que determina el funcionamiento y la apariencia de la célula.

Funciones biológicas de las proteínas

Función enzimática La gran mayoría de las reacciones metabólicas

tienen lugar gracias a la presencia de un catalizador de naturaleza proteica específico para cada reacción. Estos biocatalizadores reciben el nombre de enzimas.

H3N

R1 O

C C N

H H

R2

C COO

H

=H3N

R1

C COO

HH2O

pepsina

Enlace peptídico

Aminoácido 1 Aminoácido 2

Función hormonal

Las hormonas son sustancias producidas por una célula y que una vez secretadas ejercen su acción sobre otras células dotadas de un receptor adecuado. Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la insulina

Reconocimiento de señales químicas La superficie celular

alberga un gran número de proteínas encargadas del reconocimiento de señales químicas de muy diverso tipo Existen receptores hormonales, de neurotransmisores, de anticuerpos, de virus, de bacterias, etc.

Función de transporte.

Para llevar una molécula hidrofóbica a través de un medio acuoso (transporte de oxígeno o lípidos a través de la sangre) o bien para transportar moléculas polares a través de barreras hidrofóbicas (transporte a través de la membrana plasmática). Los transportadores biológicos son siempre proteínas.

Función estructural

Las células poseen un citoesqueleto de naturaleza proteica que constituye un armazón alrededor del cual se organizan todos sus componentes, En los tejidos de sostén (conjuntivo, óseo, cartilaginoso) de los vertebrados, las fibras de colágeno forman parte importante de la matriz extracelular y son las encargadas de conferir resistencia mecánica tanto a la tracción como a la compresión

Función de defensa.

La propiedad fundamental de los mecanismos de defensa es la de discriminar lo propio de lo extraño. En los vertebrados superiores, las inmunoglobulinas se encargan de reconocer moléculas u organismos extraños y se unen a ellos para facilitar su destrucción por las células del sistema inmunitario

Función de movimiento.

Todas las funciones de motilidad de los seres vivos están relacionadas con las proteínas. Así, la contracción del músculo resulta de la interacción entre dos proteínas, la actina y la miosina. El movimiento de la célula mediante cilios y flagelos está relacionado con las proteínas que forman los microtúbulos

Funciones de reserva.

La ovoalbúmina de la clara de huevo, la lactoalbúmina de la leche, la gliadina del grano de trigo y la hordeína de la cebada, constituyen una reserva de aminoácidos para el futuro desarrollo del embrión.

COMPONENTE CONTENIDO Total  

 AGUA 74%

PROTEÍNA 12.9%

HIDRATOS DE CARBONO

0.4%

LÍPIDOS 11.5%

CENIZAS(minerales) (Fe, Ca, S, Na)

0.7%

 

Funciones reguladoras

Muchas proteínas se unen al DNA y de esta forma controlan la transcripción génica. De esta forma el organismo se asegura de que la célula, en todo momento, tenga todas las proteínas necesarias para desempeñar normalmente sus funciones. Las distintas fases del ciclo celular son el resultado de un complejo mecanismo de regulación desempeñado por proteínas como la ciclina

Otras funciones

Los fenómenos de transducción (cambio en la naturaleza físico-química de señales) están mediados por proteínas. Así, durante el proceso de la visión, la rodopsina de la retina convierte (o mejor dicho, transduce) un fotón luminoso (una señal física) en un impulso nervioso (una señal eléctrica) y un receptor hormonal convierte una señal química (una hormona) en una serie de modificaciones en el estado funcional de la célula.

Proteínas

Son polímeros formados de sub unidades llamadas: aminoácidos

Los aminoácidos son moléculas compuestas por un grupo carboxilo, un grupo amino, un átomo de hidrogeno y una cadena lateral

Presentan cuatro niveles de arquitectura.

Representación general de los aminoácidos

Polipéptido

Nivel de organización

Primaria Secundaria Terciaria Cuaternaria

ESTRUCTURA PRIMARIA

Se refiere al orden de la secuencia de aminoacidos que forman la cadena.

La unión de los aminoácidos es a través de enlaces llamados PEPTIDICOS

La estructura primaria de las proteínas está determinada por el ADN.

ESTRUCTURA SECUNDARIA

Se refiere al plegamiento de la cadena polipeptídica por interacción de aminoácidos vecinos

Se conocen dos formas

alfa hélice

lámina plegada

Helice Alfa

los puentes de hidrógeno ocurren entre átomos de una misma cadena peptídica.La hélice alfa es la unidad estructural básica de las proteínas fibrosas como la lana, cabello, piel y uñas. Las fibras son elásticas porque los enlaces de hidrógeno pueden reformarse. Este es el motivo por el cual el cabello humano puede estirarse hasta cierto largo y luego recupera su longitud.

Lámina Beta

En éstas los puentes de hidrógeno pueden ocurrir entre diferentes cadenas polipeptídicas

Esta estructura es más flexible que elástica. La fibroína, la proteína de la seda, está caracterizada por una estructura de lámina plegada beta; el núcleo de muchas proteínas globulares tambien está formado por láminas beta.

Fibrosas: forma alargada.

Ej: colágeno, elastina, queratina

Globulares: Forma compacta.

Ej: mioglobina

Estructura de las proteínas

ESTRUCTURA TERCIARIA

Plegamiento de la molécula por interacción de cadenas laterales de aminoácidos que se encuentran en diferentes regiones de la secuencia.

Patrón tridimensional en el que se pliegan las estructuras secundarias

Esta estructura tridimensional está determinada por cuatro factores que se deben a interacciones entre los grupos R:

1. Puentes de hidrógeno entre los grupos R de las subunidades de aminoácidos en asas adyacentes de la misma cadena de polipéptidos.

2. Atracción iónica entre los grupos R con cargas positivas y aquéllos con cargas negativas.

3. Interacciones hidrófobas derivadas de la tendencia de los grupos R no polares para asociarse hacia el centro de la estructura globular, lejos del Iíquido que los rodea.

4. Los enlaces disulfuro, que son covalentes (-S-S-), unen los átomos de azufre de dos subunidades de cisteína. Estos enlaces pueden unir dos porciones de una misma cadena o dos cadenas distintas.

ESTRUCTURA CUATERNARIA

Interacción entre moléculas con estructura terciaria

Solamente se presenta en proteínas constituidas por más de una cadena polipeptídica.

Ejemplo la Hemoglobina

Proteínas conjugadas

Asociación de proteínas con otras biomoléculas

Con azúcares = Glucoproteínas con lípidos = Lipoproteínas con ácidos nucleicos = Nucleoproteínas

desnaturalización

Pérdida de la actividad biológica de la proteína debido al rompimiento de enlaces no covalentes.

No afecta a enlaces peptícos. Ocasionada por calor, radiación UV,

detergentes

Acidos nucleicos

Acidos Nucleicos

Son polimeros constituidos por sub unidades llamadas:

NUCLEOTIDOS

Un nucleótido está formado por 3 moléculas:

Grupo fosfatoAzucar pentosaBase nitrogenada

Son de dos tipos

Acido Desoxirribonucleico ( ADN )Forma genes, el material hereditario de las células, y contiene instrucciones para la producción de todas las proteínas que el organismo necesita.

Acido Ribonucleico (ARN) asociado a la transmisión de la información genética

desde el núcleo hacia el citoplasma, donde tiene lugar la síntesis de proteínas)

PENTOSAS La pentosa puede se

Ribosa para en ARN o Desoxirribosa para ADN

Nucleótidos

Las bases nitrogenadas se dividen en:

PURINAS

Adenina

Guanina

PIRIMIDINAS

Citosina

Timina

Uracilo

Las moléculas de los ácidos nucleicos están formadas por cadenas de nucleótidos, cada uno de ellos unido al siguiente por enlaces covalentes entre la molécula de azúcar de una cadena (el carbono 3´de la ribosa o de la desoxirribosa) y la molécula de fosfato de la otra cadena, que a su vez está unido al carbono 5´de la pentosa.

ADN

Es una doble hélice unida por puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas.

La Adenina se une a la Timina

La Guanina a la Citosina

A T

G C

ADN

Es una doble hélice unida por puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas.

La Adenina se une a la Timina

La Guanina a la Citosina

A T

G C

Funciones

ADN: Almacenamiento y transmisión de información genética.

ARN: ARNm: Transporta información desde el

ADN al ribosoma. ARNt: implicado en la síntesis de proteínas ARNr: Como armazón estructural

Como elementos de fijación

Como Catalizador

NUCLEOTIDOS

De cadena larga: ácidos nucleicos Nucleótidos simples:

NAD