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60 Capítulo 3 Las proteínas, macromoléculas compuestas de aminoácidos, son los componentes más versátiles de las células. Como se analizará en el ca- pítulo 16, los científi cos han conseguido secuenciar prácticamente toda la información genética de una célula humana, y se está estudiando la información genética de muchos otros organismos. Algunas personas podrían pensar que la secuenciación de los genes es el fi nal de la historia, pero realmente es sólo el principio. La mayor parte de la información genética se utiliza para especifi car la estructura de las proteínas, y los biólogos podrían dedicar la mayor parte del siglo xxi a entender estas macromoléculas extraordinariamente polifacéticas que son de impor- tancia central para la química de la vida. En un sentido real, las proteínas están implicadas en prácticamente todos los aspectos del metabolismo ya que la mayoría de las enzimas, las moléculas que aceleran las miles de reacciones químicas que tienen lugar en un organismo, son proteínas. Las proteínas se ensamblan de diversas formas, lo que les permite participar como los principales componentes estructurales de células y tejidos. Por este motivo, el crecimiento y la reparación, así como el man- tenimiento del organismo, dependen de las proteínas. Como se muestra en la TABLA 3-2, las proteínas realizan muchas otras funciones. Cada tipo de célula presenta formas características, distribuciones y cantidades de proteínas que determinan en gran medida la apariencia y las funciones de la célula. Una célula muscular contiene grandes cantidades de las proteínas miosina y actina, que son responsables de su apariencia, así como de su capacidad para contraerse. La proteína hemoglobina, que se encuentra en los eritrocitos, es la responsable de la función especializada del transporte de oxígeno. Los aminoácidos son las subunidades de las proteínas Los aminoácidos, los constituyentes de las proteínas, tienen un grupo amino (—NH2) y otro grupo carboxilo (—COOH) unidos al mismo la contracción del músculo liso. Algunas hormonas, tal como la hormona juvenil de los insectos, también son derivados de ácidos grasos (se ana- lizan en el capítulo 49). Repaso ■ ¿Por qué son diferentes las propiedades de los ácidos grasos saturados, insaturados y trans? ■ ¿Por qué los fosfolípidos forman bicapas lipídicas en medios acuosos? 3.4 PROTEÍNAS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE 7 Dar una descripción general de la estructura y funciones de las proteínas. 8 Describir las características que comparten todos los aminoácidos y explicar su agrupación en clases, con base en las características de sus cadenas laterales. 9 Distinguir entre los cuatro niveles de organización de las moléculas proteínicas. Principales clases de proteínas y sus funciones Clase de proteína Funciones y ejemplos Enzimas Catalizan reacciones químicas específi cas Proteínas estructurales Fortalecen y protegen las células y tejidos (por ejemplo, el colágeno fortalece los tejidos animales) Proteínas de Contienen nutrientes; son especialmente almacenamiento abundantes en los óvulos (por ejemplo, la ovoalbúmina de la clara del huevo) y en algunas semillas (por ejemplo, la ceína en los granos de maíz) Proteínas de transporte Algunas transportan sustancias específi cas entre las células (por ejemplo, la proteína he- moglobina de los eritrocitos lleva el oxígeno a otras células del cuerpo); otras proteínas de transporte permiten el paso de sustancias específi cas (iones, glucosa, aminoácidos) a través de la membrana celular Proteínas reguladoras Algunas son hormonas proteínicas (por ejem- plo, insulina); otras controlan la expresión de genes específi cos Proteínas de movimiento Participan en los movimientos celulares (por ejemplo, la actina y la miosina son esenciales para la contracción muscular). Proteínas de defensa Cumplen funciones de defensa contra inva- sores extraños (por ejemplo, los anticuerpos tienen una función en el sistema inmune) TABLA 3-2 CH2OH C CH3 CH3 O HO O OH CH3 CH2 CH2 CH3 CH CH2 CH CH3CH3 CH3 HO Indica un enlace doble (a) El colesterol es un componente esencial de las membranas celulares animales. (b) El cortisol es una hormona esteroide secretada por las glándulas suprarrenales. FIGURA 3-15 Esteroides La estructura fundamental de un esteroide está constituida por cuatro anillos unidos entre sí, tres de estos son anillos de seis carbonos y uno con cinco (que se muestran en verde). Observe que algunos carbonos se compar- ten en dos anillos. En estas estructuras simplifi cadas, un átomo de carbono se presenta en cada ángulo del anillo; los átomos de hidrógeno que se unen directamente a los de carbono no se han dibujado. Los esteroides se dife- rencian principalmente por la unión de grupos funcionales. 03_Cap_03_SOLOMON.indd 6003_Cap_03_SOLOMON.indd 60 10/12/12 18:1710/12/12 18:17 Parte 1 La organización de la vida 3 La química de la vida: compuestos orgánicos 3.3 Lípidos Repaso 3.4 Proteínas Tabla 3.2 Principales clases de proteínas y sus funciones Los aminoácidos son las subunidades de las proteínas
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