LAS PROTENAS

Las protenas son las molculas orgnicas ms abundantes en las clulas; constituyen ms del 50 % de su peso seco.Cada protena tiene funciones diferentes dentro de la clula. Adems la mayor parte dela informacin gentica transmitida por las protenas.Las protenas son verdaderas macromolculas que alcanzan dimensiones de las micelas en el estado coloidal. La estructura de tamao micelar con cargas elctricas en su superficie les confiere propiedades de absorcin.Las macromolculas protenicas en ocasiones estn compuestas por una sola cadena polipeptdica; en tal caso reciben el nombre de monomricas. Cuando la protena esta formada por varias cadenas polipeptdicas que pueden o no ser idnticas entre s, reciben el nombre de oligomricas.Adems son compuestos qumicos muy complejos que se encuentran en todas las clulas vivas: en la sangre, en la leche, en los huevos y en toda clase de semillas y plenes. Hay ciertos elementos qumicos que todas ellas poseen, pero los diversos tipos de protenas los contienen en diferentes cantidades. En todas se encuentran un alto porcentaje de nitrgeno, as como de oxgeno, hidrgeno y carbono. En la mayor parte de ellas existe azufre, y en algunas fsforo y hierro.

1ESTRUCTURA:La organizacin de una protena viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras informa de la disposicin de la anterior en el espacio.1.1ESTRUCTURA PRIMARIA:La estructura primaria es la secuencia de aa. de la protena. Nos indica qu aas. Componen la cadena polipeptdica y el orden en que dichos aas. se encuentran. La funcin de una protena depende de su secuencia y de la forma que sta adopte.1.2ESTRUCTURA SECUNDARIA:Estructura secundaria es la disposicin de la secuencia de aminocidos en el espacio.Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre s misma la estructura primaria. Se debe a la formacin de enlaces de hidrgeno entre el -C=O de un aminocido y el -NH- del cuarto aminocido que le sigue.En esta disposicin los aas. No forman una hlice sino una cadena en forma de zigzag, denominada disposicin en lmina plegada.Presentan esta estructura secundaria la queratina de la seda o fibrona.1.3ESTRUCTURA TERCIARIA:La estructura terciaria informa sobre la disposicin de la estructura secundaria de un polipptido al plegarse sobre s misma originando una conformacin globular.En definitiva, es la estructura primaria la que determina cul ser la secundaria y por tanto la terciaria..Esta conformacin globular facilita la solubilidad en agua y as realizar funciones de transporte, enzimticas, hormonales, etc.Esta conformacin globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminocidos. Aparecen varios tipos de enlaces:el puente disulfuro entre los radicales de aminocidos que tiene azufre.los puentes de hidrgenolos puentes elctricos1.4ESTRUCTURA CUATERNARIA:Esta estructura informa de la unin, mediante enlaces dbiles ( no covalentes) de varias cadenas polipeptdicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptdicas recibe el nombre deprotmero.El nmero de protmeros vara desdedoscomo en lahexoquinasa,cuatrocomo en lahemoglobina, o muchos como la cpsida delvirusde la poliomielitis, que consta de 60 unidades protecas.

2 CLASIFICACIN:

2.1 SIMPLES:

CONJUGADAS

NOMBRECOMPONENTE NO PROTEICO

NucleoprotenaAcidos nuclicos

LipoprotenaLpidos

FosfoproteinasGrupos fosfato

MetaloprotenasMetales

GlucoprotenasMonosacridos

Las "simples" o "Holoprotenas" son aquellas que al hidrolizarse producen nicamente aminocidos, mientras que las "conjugadas" o "Heteroprotenas" son protenas que al hidrolizarse producen tambin, adems de los aminocidos, otros componentes orgnicos o inorgnicos. La porcin no protica de una protena conjugada se denomina "grupoprosttico". Las protenas cojugadas se subclasifican de acuerdo con lanaturalezade sus grupos prostticos.

2.2CONJUGADAS

Glucoprotenas:RibonucleasaMucoprotenasAnticuerposHormona luteinizante

Lipoprotenas:De alta, baja y muy bajadensidad, que transportanlpidosen la sangre.

Nucleoprotenas:Nucleosomas de la cromatinaRibosomas

Cromoprotenas:Hemoglobina, hemocianina, mioglobina, que transportan oxgenoCitocromos, que transportan electronesSIMPLES

Globulares:Prolaminas: Zena (maz), gliadina (trigo), hordena (cebada)Gluteninas: Glutenina (trigo), orizanina (arroz).Albminas: Seroalbmina (sangre), ovoalbmina (huevo), lactoalbmina (leche)Hormonas: Insulina, hormona del crecimiento, prolactina, tirotropinaEnzimas: Hidrolasas, Oxidasas, Ligasas, Liasas, Transferasas...etc.

FibrosasColgenos: entejidosconjuntivos, cartilaginososQueratinas: En formaciones epidrmicas: pelos, uas, plumas, cuernos.Elastinas: En tendones y vasos sanguineosFibronas: En hilos de seda, (araas, insectos)

Segn su conformacin: Se entiende como conformacin, la orientacin tridimensional que adquieren los grupos caractersticos de una molcula en el espacio.Existen dos clases de protenas que difieren en sus conformacxiones caractersticas: "protenas fibrosas" y "protenas globulares".Las protenas fibrosas se constituyen por cadenas polipeptdicas alineadas en forma paralela. Esta alineacin puede producir dos macro-estructuras diferentes: fibras que se trenzan sobre si mismas en grupos de varios haces formando una "macro-fibra.

Las protenas fibrosas poseen altaresistenciaal corte por lo que son los principales soportes estructurales de los tejidos; son insolubles en agua y ensolucionessalinas diliudas y en general ms resistentes a los factores que las desnaturalizan.Las protenas globulares son conformaciones de cadenas polipeptdicas que se enrollan sobre si mismas en formas intrincadas como un "nudillo de hilo enredado" Segn su funcinLa diversidad en las funciones de las protenas en el organismo es quiz la ms extensas que se pueda atribuir a unafamiliade biomolculas.Enzimas: Son protenas cuya funcin es la "catalisis de las reacciones bioqumicas". Algunas de stas reacciones son muy sencillas; otras requieren de la participacin de verdaderos complejos multienzimticos.

Protenas de transporte: Muchos iones y molculas especficas son transportados por protenas especficas. Por ejemplo, la hemoglobina transporta el oxgeno y una porcin delgascarbnico desdes y hacia los pulmones, respectivamente. En la memebrana mitocondrial se encuentra una serie de protenas que trasnportan electrones hasta el oxgeno en elprocesoderespiracinaerbica.

Protenas delmovimientocoordinado: El msculo est compuesto por una variedad de protenas fibrosas. Estas tienen la capacidad de modificar su estructura en relacin con cambios en elambienteelectroqumico que las rodea y producir a nivel macro el efecto de una contraccin muscular.

Protenas estructurales o de soporte: Las protenas fibrosas como el colgeno y la queratina constituyen la estructura de muchos tejidos de soporte del organismo, como los tendones y loshuesos.

Anticuerpos: Son protenas altamenmte especficas que tienen la capacidad de identificar susustancias extraas tale como los virus, lasbacteriasy las clulas de otros organismos.

Proteoreceptores: Son protenas que participan activamente en el proceso de recepcin de los impulsos nerviosos como en el caso de la "rodapsina" presente en los bastoncillos de la retina del ojo.

Hormonas y Protenas represoras: Son protenas que participan en la regulacin deprocesosmetablicos; las protenas represoras son elementos importantes dentro del proceso de transmisin de lainformacingenticaen la bisntesis de otras molculas.

FUNCIONES:Las proteinas determinan la forma y la estructura de las clulas y dirigen casi todos los procesos vitales. Las funciones de las proteinas son especficas de cada una de ellas y permiten a las clulas mantener su integridad, defenderse de agentes externos, reparar daos, controlar y regular funciones, etc...Todas las proteinas realizan su funcin de la misma manera: por unin selectiva a molculas. Las proteinas estructurales se agregan a otras molculas de la misma proteina para originar una estructura mayor. Sin embargo,otras proteinas se unen a molculas distintas: los anticuerpos a losantgenos especficos, la hemoglobina al oxgeno, las enzimas a sus sustratos, los reguladores de la expresin gnica alADN, lashormonasa sus receptores especficos, etc...A continuacin se exponen algunos ejemplos de proteinas y las funciones que desempean:

Funcin ESTRUCTURAL:Ciertas glucoproteinas forman parte de las membranas celulares y actuan como receptores o facilitan el transporte de sustancias.Las histonas, forman parte de loscromosomasque regulan la expresin de los genes.-Otras proteinas confierenelasticidady resistencia a rganos y tejidos:El colgeno del tejido conjuntivo fibroso.La elastina del tejido conjuntivo elstico.La queratina de la epidermis.-Las araas y los gusanos de seda segregan fibroina para fabricar las telas de araa y los capullos de seda, respectivamente.

Funcin ENZIMATICA:

-Las proteinas con funcin enzimtica son las ms numerosas y especializadas. Actan como biocatalizadores de las reacciones qumicas delmetabolismocelular.

Funcin HORMONAL-Algunas hormonas son de naturaleza protica, como la insulina y el glucagn (que regulan los niveles deglucosaen sangre) o las hormonas segregadas por la hipfisis como la del crecimiento o la adrenocorticotrpica (que regula lasntesisde corticosteroides) o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio).

Funcin REGULADORA-Algunas proteinas regulan la expresin de ciertos genes y otras regulan la divisin celular (como la ciclina).

Funcin HOMEOSTATICA-Algunas mantienen elequilibrioosmtico y actan junto con otrossistemasamortiguadores para mantener constante el pH del medio interno.

Funcin DEFENSIVALas inmunoglogulinas actan como anticuerpos frente a posibles antgenos.La trombina y el fibringeno contribuyen a la formacin de cogulos sanguneos para evitar hemorragias.Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas.Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son proteinas fabricadas con funciones defensivas.

Funcin de TRANSPORTELa hemoglobina transporta oxgeno en la sangre de los vertebrados.La hemocianina transporta oxgeno en la sangre de los invertebrados.La mioglobina transporta oxgeno en losmsculos.Las lipoproteinas transportan lpidos por la sangre.Los citocromos transportan electrones.

Funcin CONTRACTILLa actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contraccin muscular.La dineina est relacionada con el movimiento de cilios y flagelos.

Funcin DE RESERVALa ovoalbmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeina de la cebada, constituyen la reserva de aminocidos para eldesarrollodel embrin.La lactoalbmina de la leche.

METABOLISMO:Los seres humanos necesitamos para sobrevivir y desarrollarnos normalmente, solamente una pequea cantidad de componentes individuales.Agua , para compensar las prdidas producidas por la evaporacin, sobre todo a travs de los pulmones, y como vehculo en la eliminacin de solutos a travs de la orina.Las necesidades normales se estiman en unos 2,5 litros, la mitad para compensar las prdidas por evaporacin y la otra mitad eliminada en la orina. Estas necesidades pueden verse muy aumentadas si aumentan las prdidas por el sudor. Losalimentospreparados normalmente aportan algo mas de unlitro,el aguametablica (obtenida qumicamente en la destruccin de los otros componentes de los alimentos) representa un cuarto de litro y el resto se toma directamente como bebida.

DERIVADOS:Protenas citoslicas.Representa uno de los grupos que tiene mayor abundancia de protenas. En l se distinguen:las protenas fibrilares: son las que constituyen el citoesqueleto (los neurofilamentos) y entre ellas se encuentran la tubulina, la actina y sus protenas asociadas. Representan alrededor de un 25% de las protenas totales de las neuronas.Enzimas: catalizan las reacciones metablicas de las neuronas.

Protenas nucleares y mitocondriales:

Tambin se forman en los polirribosomas y luego son enviadas al ncleo o a las mitocondrias, donde existen receptores especficos a los que se unen para incorporarse al organelo, por el proceso detraslocacin. El mecanismo por el que se incorporan las protenas despus de su sntesis, es laimportacin post-transduccin.

PROPIEDADES:

Especificidad:Las propiedades de las protenas dependen de la estructura tridimensional en el medio acuoso, es decir, de los aminocidos que se disponen en su superficie.Cada protena tiene una conformacin segn su estructura primaria. As, un pequeocambioen la secuencia de aminocidos provoca cambios en la estructura primaria, secundaria, terciaria, y por tanto prdida de la actividad biolgica.

Solubilidad:Las protenas globulares son solubles en agua, debido a que sus radicales polares o hidrfilos se sitan hacia el exterior, formando puentes de hidrgeno con el agua, constituyendo una capa de solvatacin. Esta solubilidad vara dependiendo del tamao, de la forma, de la disposicin de los radicales y del pH.

Desnaturalizacin:

Prdida de la estructura tridimensional o conformacin, y por tanto tambin de la actividad biolgica. Se produce al variar latemperatura,presin, pH, electronegatividad, etc. Esto provoca la rotura de los puentes de hidrgeno que mantienen las estructuras secundaria y terciaria, y las protenas se convierten en fibras insolubles en agua. Si las condiciones son suaves, el proceso es reversible, y si el cambio es ms drstico, es irreversible.