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Materia: Bases de Bioquímica y Biología molecular Maestra: Elizabeth Carmona Diaz Grupo: J1 Equipo: 1 Fecha: 09/12/20 PROTEÍNAS P R O T E Í N A S Niveles estructurales de las proteínas La estructura o nivel de organización primario, se define como el orden o secuencia de los aminoácidos en la cadena peptídica. Constituye la estructura básica de las proteínas, está codificada genéticamente y es única para cada proteína. Es el nivel más importante, ya que determina el resto de los niveles de organización y por tanto la estructura tridimensional y la función de las proteínas. En la imagen se muestra la estructura secundaria en alfa hélice. Las cadenas laterales se disponen hacia el exterior de la molécula. La conformación β u hoja plegada, se estabiliza también por puentes de hidrógeno que se establecen entre los elementos del enlace peptídico, pero en este caso son intercatenarios, es decir entre cadenas diferentes o de la misma cadena que se pliega. Las cadenas laterales de los aminoácidos se disponen por encima y por debajo del plano de la estructura. Estructura primaria Estructura secundaria Nivel secundario es el ordenamiento regular que adoptan sectores de la cadena peptídica a lo largo de un eje, debido a la interacción entre los grupos carbonílicos y amídicos de los enlaces peptídicos con formación de puentes de hidrógeno. Los tipos fundamentales de esta estructura son alfa hélice, hoja plegada y triple hélice del colágeno. En la imagen se muestra la estructura primaria de la ribonucleasa.Son 20 los aminoácidos que pueden formar las proteínas y estos varían de acuerdo a la estructura de su cadena lateral R, lo cual le confiere propiedades físico-químicas específica Dos ejemplos de proteínas con nivel cuaternario de organización. La hemoglobina está formada por 4 cadenas polipeptídicas, 2 alfa y 2 beta, unidas por interacciones débiles, cada cadena tiene unido un grupo prostético hemo que le permite la unión con el oxígeno. . Estructura terciaria La estructura terciaria es la disposición tridimensional de las cadenas polipeptídicas; estabilizada por interacciones débiles y enlaces covalentes por puente disulfuro que se establecen entre las cadenas laterales de los residuos de aminoácidos. las interacciones débiles son: uniones salinas o iónicas, fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno y uniones hidrofóbicas. la estructura tridimensional de la mioglobina, esta proteína tiene la función de almacenar oxígeno en el músculo para la contracción. Estructura cuaternaria La estructura cuaternaria es la asociación de varias cadenas polipeptídicas para formar una unidad biológicamente activa. Generalmente está constituida por un número par de cadenas polipeptídicas, idénticas o diferentes en su estructura que se unen por interacciones débiles y algunas por puente disulfuro. Por su parte la insulina posee dos cadenas polipeptídicas que se unen por interacciones débiles y puentes disulfuro. Existe una estrecha relación entre la estructura y la función de las proteínas, lo que se puede ejemplificar con el proceso de desnaturalización. La estructura primaria es la más básica de todas. Se define como la cadena de aminoácidos que forman la proteína nada más salir del RE Las estructuras primarias son lineales, no tienen ramificaciones, detrás de cada aminoácido se uno solo cada vez, no siempre son lineales y alguno tienen cola que sobresalen de la cadena lineal. En el RE se sintetizan las cadenas peptídicas en dirección desde el extremo amino hacia el carboxilo y por lo tanto es la dirección de lectura de la cadena de aminoácidos por convenio La mayoría de las proteínas están formadas por cadenas de entre 50 y 300 aminoácidos, aunque hay proteínas que superan los mil aminoácidos Es el plegamiento regular local entre residuos aminoácidos cercanos de la cadena cercanos de la cadena polipeptídica. Este tipo de estructura de las proteínas se adopta gracias a la formación de enlaces de hidrógeno entre los grupos carbonilo (-CO-) y amino (-NH-) de los carbonos involucrados en los enlaces peptídicos de aminoácidos cercanos en la cadena Estos también se los encuentra en forma de espiral aplanada Existen diferentes modelos de estructuras secundarias, los más frecuentes sonla hélice alfa y conformación o beta o lámina plegada Características de los niveles estructurales de las proteínas Primaria Secundaria Terciaria Se forma sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular. Se mantiene estable debido a la existencia de enlaces entre radicales R de los aminoácidos , aparecen los puentes de disulfuro entre radicales de aminoácidos que tienen azufre (Cisteína). Las dos posibles estructuras terciarias son la estructura globular y la estructura fibrilar. La estructura globular tiene forma de "ovillo", es soluble, y es típica de las hormonas o los enzimas La estructura fibrosa se caracteriza por dar a la proteína forma de filamento y ser insoluble ; algunos ejemplos de proteínas con esta estructura son la alfa o la beta-queratina y el colágeno En la estructura terciaria generalmente aminoácidos apolares se sitúan hacia el interior de la proteína y los polares hacia el exterior, de manera que puedan interactuar con el agua circundante Cuaternaria Las proteínas pueden estar formadas por uno (monoméricas), dos (diméricas), varios (oligoméricas) o muchos protómeros (poliméricas). Estos protómeros pueden poseer una estructura molecular similar o muy diferente entre ellos. En el primer caso se dice que son proteínas homotípicas y en el segundo caso, heterotípicas. La capacidad de la hemoglobina de ser el transportador de oxígeno a través de la sangre viene determinada por su estructura cuaternaria. Las hemoglobinas de los eritrocitos de los vertebrados tienen dos funciones biológicas principales: Transportar de 02 del aparato respiratorio a los tejidos periféricos. Transportar desde tejidos periféricos el CO2 y los protones hasta los pulmones para ser excretados Algunas proteínas constituyen estructuras celulares Ciertas glucoproteínas forman parte de las membranas celulares y actúan como receptores o facilitan el trasporte de sustancias Las histonas, forman parte de los cromosomas que regulan la expresión de los genes Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos, como el colágeno del tejido fibroso, la queratina de la epidermis y la elastina del tejido conjuntivo elástico Función Enzimática Funciones de la proteínas Función Estructural Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular Función Hormonal Algunas hormonas son de naturaleza protéica, como la insulina y el glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la del crecimiento o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio) Función Reguladora Regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular (como la ciclina) Función Homeostática Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno Función Defensiva La inmunoglogulinas actúan como anticuerpo frente a posibles antígenos La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados La hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados La mioglobina transporta oxígeno a los músculos La lipoproteínas transportan lípidos por la sangre Los citocromos transportan electrones Función de trasporte La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular La dineina está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos La ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y hordeina de cebada, constituyen a la reserva de aminoácidos para eldesarrollo del embrión La lactoabúlmina de la leche Función de Reserva Función Contractil Prolaminas: zeína (maíza), gliadina (trigo), hordeína (cebada Gluteninas: glutenina (trigo), orizanina (arroz) Albúminas: seroabúlmina (sangre), ovoalbúmina (huevo), lactoalbúmina (leche) Hormonas: insulina, hormona del creccimiento, prolactina Enzimas: hidrolasas, oxidasas, ligasas, liasas Globulares Las proteínas globulares se caracterizan por doblar sus cadenas en una forma esférica apretada o compacta dejando grupos hidrófobos hacia adentro de la proteína y grupos hidrófilos hacia afuera , lo que hace que sean solubles en disolventes polares como el agua. algunos tipos son: Clasificación de las proteínas Las proteínas pueden clasificarse atendiendo a diversos criterios: su composición química, su estructura y sensibilidad, su solubilidad, una clasificación que engloba dichos criterios es: Holoproteínas o proteínas simples Son proteínas formadas únicamente por aminoácidos. Pueden se globulares o fibrosas Fibrosas: las proteínas fibrosas tienen una estructura alargada, formada por largos filamentos de proteínas, de forma cilíndrica. No son solubles en agua. Un ejemplo de proteína fibrosa es el colágeno. Heteroproteínas o proteínas conjugadas Están formadas por una fracción proteínica y por un grupo no proteínico , que se denomina grupo prostético. Ribonucleasa Mucoproteínas Anticuerpos Hormona luteinizante Glucoproteínas Son moléculas formadas por una fracción glucídica (del 5 al 40 %) y una fracción proteica unidas por enlaces covalentes. La principales son las mucinas de secreción como las salivales, glucoproteínas e la sangre, y glucoproteínas de las membranas celulares. Algunas de ellas son Lipoproteínas Son proteínas estructuralmente asociadas con un ácido nucleico( puede sr ARN o ADN. El ejemplo prototípico sería cualquiera de las histonas, que son identificables en las hebras de cromatina. Otros ejemplos serían la telomerasa, una ribonucleoproteína (complejo de ARN/proteína) y la Promatina. Cromoproteínas Las cromoproteínas poseen como grupo prostético una sustancia coloread, por lo que reciben el nombre de pigmentos. Según su naturaleza del grupo prostético, pueden ser pigmentos porfirínicos como la hemoglobina encargada de transportar el oxígeno en la sangre
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