Teórico 3 Proteínas III (2017) 1 (pdf io)

Vista previa del material en texto

Teórico 3: Proteínas III
Prof.: Dra. Ana Sotelo
Año 2017
Dijimos muchas veces las dos primeras clases que la función de una 
proteína se relaciona muy estrechamente con la estructura. Una proteína 
correctamente plegada está en su conformación nativa y es la estructura 
biológicamente activa. Hoy estudiaremos 3 modelos de proteínas para ver 
cómo se relaciona la estructura y la función. La primera que veremos con más 
detalle son las proteínas de unión al oxígeno: Mioglobina y Hemoglobina. 
Después veremos un poco de Anticuerpos. Y, por último, veremos un poco de 
la contracción muscular. 
Antes de empezar con eso veremos algunos aspectos generales…
Dijimos que la importancia que radica en las proteínas es que son los 
efectores de la célula, son los que hacen algo. Entonces, todos los procesos 
biológicos se basan en la capacidad que poseen las proteínas y los ácidos 
nucleicos de establecer interacciones con moléculas específicas. Entonces el 
primer punto que nos va a interesar es el RECONOCIMIENTO MOLECULAR. 
Las proteínas pueden ejercer su función ya que interaccionan con otras 
especies químicas, que vamos a llamar “Ligandos”. El reconocimiento 
molecular se manifiesta mediante la asociación de macromoléculas entre sí y 
con moléculas de mediano y pequeño tamaño. Implica la unión física de 
moléculas. En el esquema de cintas se representan las cadenas laterales de los
aa que van a interactuar con el ligando (rosa). 
Un LIGANDO es una molécula capaz de unirse REVERSIBLEMENTE a 
una macromolécula. Es capaz de ser reconocida por otra molécula y provocar 
una respuesta biológica. 
En el esquema de muestra la interacción de una proteína con una 
molécula pequeña. 
Los ligandos son de naturaleza química y tamaño variables, 
pueden tener tamaño grande .mediano o pequeño. La unión ligando-
macromolécula está dada por uniones débiles (las mismas que estabilizan la 
estructura tridimensional de la proteína).
En el último esquema de la página anterior se ven los diferentes 
tamaños que los Ligandos pueden tener. Incluso el último ejemplo es una unión
entre dos proteínas (el ligando es otra proteína). 
Ya dijimos que la interacción entre la proteína y su ligando es una 
INTERACCIÓN REVERSIBLE. Llamamos “Sitio de fijación” al sitio de la 
proteína donde se une el ligando. El sitio de fijación no es cualquier parte de la 
proteína. Es una zona que debe ser complementario al ligando en tamaño, 
forma y carácter (para que se pueda dar la interacción proteína-ligando, tienen
que tener la capacidad de establecer las interacciones débiles, es decir que 
tenemos que tener contrapartes químicas). La interacción ligando-proteína es 
ESPECÍFICA. La especificidad es la capacidad de una proteína de discriminar 
entre dos moléculas muy similares. En el esquema se representan varias 
proteínas posibles y un único ligando. Hay una sola de las proteínas que tiene 
la forma complementaria en tamaño, forma y carácter químico, para unir al 
ligando. 
La interacción ligando-proteína es una INTERACCIÓN 
ESPECÍFICA. Existen dos modelos que se proponen para explicar la 
complementariedad del sitio de unión del ligando. El primero fue el “Modelo 
de llave-cerradura”, que sostiene que las formas del sitio de unión del 
ligando son estrictamente complementarias al ligando. Esto lo postuló Fisher 
(el mismo que propuso las estructuras para los hidratos de carbono) a fines del
siglo XIX. Esta idea fue mejorando... “Modelo del ajuste inducido”: Hoy 
sabemos que las proteínas cambian su conformación para adaptarse al 
ligando. Se postula que, en una fase inicial de la unión, la complementariedad 
es relativamente pobre, pero luego de la unión inicial, la proteína sufre un 
cambio conformacional que ajusta la forma del sitio de unión a la del ligando. 
Habíamos dicho que las proteínas son flexibles, pueden cambiar la 
conformación. En el esquema se muestra el ejemplo de la Adenilato Kinasa de 
E. coli, que cambia su conformación al interaccionar con su ligando 
(obviamente no se muestran todas las estructuras intermedias, pero existen). 
La unión ligando-proteína, provoca un cambio conformacional en la 
proteína, que es muy importante para determinar la actividad de esa proteína. 
Para poder captar al Intermediario de reacción y que el sustrato (verde) 
no interaccione con el agua, la Adenilato Kinasa (enzima) se cierra sobre el 
sustrato de modo de excluir totalmente al agua. De modo que este sustrato 
pueda interaccionar químicamente con la enzima y no con el agua que la 
rodea, para poder catalizar una próxima reacción. Es decir, nosotros tenemos 
un Intermediario enzima-sustrato, de una duración muy limitada. Enseguida va 
a entrar el segundo sustrato y se va a producir la segunda reacción 
(probablemente el segundo sustrato ya está en el entorno de la enzima).
Lo que nos interesa como información valiosa es que, para proteger al 
primer sustrato, la enzima se cierra sobre el mismo y esto sería un ejemplo 
extremo del ajuste inducido. Normalmente no son tan violentos los cambios 
conformacionales. Estos son ejemplos muy marcados. 
¿Qué puede pasar como consecuencia de la interacción ligando-
proteína? Que el ligando no se modifique, en ese caso hablamos de transporte. 
Que el ligando sea químicamente modificado, es el caso de las reacciones 
enzimáticas. Que la proteína sufra un cambio conformacional. ¿Qué puede 
resultar de esos cambios conformacionales inducidos? Podemos tener la 
modificación de la afinidad de otro sitio de unión de ligando: hablamos de 
cooperatividad. O la modificación de la conformación del sitio catalítico de una 
enzima: en este caso hablamos de activación o inhibición alostérica. Es decir, 
se une el ligando a la proteína, provoca un cambio conformacional y eso hace 
que el sitio activo cambie, activando su función o inhibiéndola. 
Estos cambios conformacionales inducidos tienen relevancia para el 
control de los procesos metabólicos, para la regulación de la expresión génica 
y para el control hormonal. 
La interacción ligando-proteína es una INTERACCIÓN REVERSIBLE y se 
estudia como un EQUILIBRIO: Proteína + Ligando ↔ Complejo Proteína-Ligando.
En el equilibrio podemos calcular la Constante de asociación (Ka) como 
la concentración del Complejo Proteína-Ligando, dividido la concentración de la
Proteína y del Ligando. También la Ka es una relación entre dos constantes 
cinéticas. Despejando podemos concluir que la concentración del Complejo 
Ligando-Proteína, depende de la Ka, y la concentración del Ligando y de la 
Proteína.
Si expresamos la concentración de Proteína como la concentración de 
sitios de fijación ocupados sobre la concentración de sitios de fijación totales, 
tenemos que los sitios ocupados van a ser los que estén dados por la 
concentración del Complejo Ligando-Proteína, mientras que los sitios totales 
van a ser los que estén unidos (Complejo Ligando-Proteína) y los que están 
libres (Proteína). Si reemplazamos la expresión [PL]= Ka.[L].[P] en la ecuación 
de θ (proporción de sitios ocupados en función de los sitios totales), vemos que
es igual a [L]/[L] + 1/Ka.
Si graficamos θ en función de [L]= cc de ligando libre, obtenemos una 
hipérbola equilátera. Θ toma valores entre 0 y 1. A medida que yo aumento la 
concentración del ligando en el tubo de reacción, voy desplazando el equilibrio.
A bajas concentraciones de ligando, tengo pocos Complejos Ligando-Proteína. 
Mientras que a medida que aumento la concentración del ligando, voy 
desplazando el equilibrio, y aumenta la proporción de proteínas que está 
formando parte del Complejo Ligando-Proteína. La hipérbola llega a un valor 
teórico de 1 (toma el valor de una asíntota). La función es una hipérbola 
rectangular. Como es un equilibrio, por más que yo ponga mucha más cantidad
de Ligando, siempre va a haber una proporción de proteína libre. Entonces, 
nunca voy a llegar a la relación en la que todos los sitios estén ocupados 
(cuando todos los sitios estén ocupados, Theta θ = 1). Entonces decimos queesto es SATURABLE. 
Hay otro punto importante de esta curva, que es el punto medio: ahí 
tenemos el valor de 1/Ka = Kd (concentración de ligando que me da el 50% de 
la ocupación). La inversa de la Contante de afinidad se la denomina constante 
de disociación. En términos prácticos se usa mucho más la Constante de 
disociación porque tiene valores de concentración. Mientras que la otra tiene 
valores de la inversa de la concentración. 
El siguiente esquema, en una escala de concentraciones muestra a qué valores
de Kd (constantes de disociación) encontraríamos ciertas interacciones. Estos 
valores de Kd tienen que ver con las concentraciones fisiológicas a la que 
encontramos las cosas. La escala va de derecha a izquierda, de micromolar, 
nanomolar, picomolar, etc. La interacción enzima-sustrato es la que posee 
mayor Constante de disociación (mayor Kd, en el orden de micromolar a 
nanomolar). ¿Por qué son de baja afinidad? Porque las concentraciones 
fisiológicas de sustrato son altas. Entonces, no hace falta detectar muy poquita
cantidad, hay mucho de sustrato. 
Mientras que, la interacción Antígeno-Anticuerpo, está en el orden de 
picomolar. Es una interacción con mucha mayor afinidad. Lo mismo la 
interacción de proteínas con ácidos nucleicos. Y en el medio, la interacción 
ligando-receptor. 
Nosotros en esta clase veremos proteínas que unen un gas: el Oxígeno. 
Entonces, el ligando en vez de ser una molécula en solución, va a ser un gas. 
En vez de hablar de concentración de ligando, vamos a hablar de Presión 
parcial de ese gas. ¿Por qué? Porque es más fácil medir la presión parcial del 
gas, que ese gas en la solución. Sabemos que la concentración del gas en 
solución es proporcional a la presión parcial local en la fase gaseosa. Al existir 
esta equivalencia, entonces decidimos medir aquello que es más fácil: la 
presión parcial de oxígeno (PO2).
Cuando hablemos de los sitios de fijación ocupados, en vez de definirlos 
en función de la concentración del ligando y de la constante de disociación, 
hablamos de la Presión Parcial de Oxígeno (PO2) y de P50 que es la presión 
parcial de Oxígeno que me da el 50% de ocupación. 
Notar que para el caso de un ligando gaseoso, obtenemos una hipérbola 
distinta, mucho más empinada. Después veremos que la Mioglobina tiene una 
curva de este tipo.
¿Por qué necesitamos proteínas de unión al oxígeno? Porque el Oxígeno 
es muy poco soluble en el plasma. El plasma es una solución acuosa, muy rica 
en proteínas y otras sustancias, y el Oxígeno es poco soluble en esa solución. 
Además, el Oxígeno no puede atravesar las estructuras de protección (piel) de 
los organismos superiores. Por eso necesitamos respirar, para que el oxígeno 
llegue a todas las células de nuestro cuerpo. 
El oxígeno es muy reactivo. Si lo tenemos solo en solución, va a tender a
oxidar todo lo que enfrente. Entonces, lo tenemos que proteger de alguna 
manera, para asegurarnos que llegue hasta el último extremo del organismo. 
La forma de mantener el oxígeno sin reacción es bastante complicada. Primero 
se tiene que unir a un grupo Hemo. ¿Qué características tiene el grupo Hemo? 
Un anillo protoporfirínico donde quedan 4 Nitrógenos disponibles para la 
coordinación de un ion central de hierro (Fe2+). En el esquema del margen 
inferior derecho, muestra el plano del anillo protoporfirínico y el ion central del 
hierro. El hierro 2+ (Fe2+) es el único que sirve para transportar el oxígeno. El 
hierro tiene 6 enlaces de coordinación. Dos de ellos quedan por fuera del 
plano del anillo del Grupo Hemo. 
El Fe2+ une oxígeno, pero el Fe3+ NO UNE OXÍGENO. Acá tenemos 
otro problema: el Grupo Hemo no puede quedarse solo, uniendo el oxígeno, 
porque si tuviéramos el grupo Hemo libre el oxígeno oxidaría al hierro. 
Entonces, ya no me serviría como molécula de unión del oxígeno. Además, hay
moléculas que se unen con mayor afinidad que el oxígeno al Fe2+ del grupo 
Hemo: es el caso del Monóxido de Carbono (CO) y el Óxido Nítrico (NO).
Para que el O2 que está unido al Fe2+ del Grupo Hemo no oxide al Fe2+ a 
Fe3+, el Fe2+ del grupo Hemo está protegido en una proteína: una globina. Es 
una proteína que tiene una forma particular, de modo tal que se dispone 
alrededor del grupo Hemo. La función de esta proteína es unir adecuadamente 
al grupo Hemo de modo tal que sirva para transportar oxígeno. En el esquema 
se muestran los restos laterales de dos residuos Histidinas: el grupo Fe2+ tiene 
6 enlaces de coordinación, 4 están uniendo a los nitrógenos del grupo Hemo y 
2 le quedan libres, uno para la unión con el O2 y el otro para la unión con la 
molécula de globina (en este caso Mioglobina, que es la Globina del músculo) 
mediante una Histidina en una ubicación particular de la Globina (93).
 La otra Histidina de la Globina (Histidina distal, 67), va a ser crítica para 
unir al oxígeno. 
En el esquema se muestran los residuos críticos de la Globina. Tenemos 
a la Histidina proximal (93) y a la Histidina distal (67) que va a permitir la unión
con el oxígeno mediante puente de hidrógeno. Toda la proteína se está 
plegando entorno al grupo Hemo, y gracias a esos residuos está manteniendo 
al grupo Hemo en esa posición. Esto va a ser crítico para proteger al oxígeno, 
que el oxígeno no reaccione (el oxígeno podría oxidar todo lo que tiene a su 
alrededor). Esa protección está dada por todo el entorno hidrofóbico del bolsillo
de esta proteína. 
(el hierro tiene 6 enlaces de coordinación, 4 con el hemo, una con 
histidina de la globina y otra con el oxígeno, ese oxigeno interactúa con otra 
histidina a través de puente de H). entre un hidrogeno de la histidina y el 
oxigeno se forma un puente de H.
En el esquema de la izquierda el O2 se representa en amarillo, y vemos 
cómo interactúa con el grupo Hemo que está unido a la Globina. En el otro 
esquema el oxígeno se representa en rojo y en amarillo el hierro. 
 
El hemo tiende a formar un plano. Y dijimos que el hierro además de 
interactuar con los nitrógenos del grupo Hemo, interactúa con la Histidina y 
con el oxígeno. El oxígeno no se une de una forma muy perfecta. 
Cuando no hay O2 unido, en esa posición se une agua. El problema que 
aparece es que hay moléculas capaces de unirse mucho mejor, en forma 
mucho más cómoda que el oxígeno. Por ejemplo, el Monóxido de Carbono (CO).
El CO presenta una afinidad 20.000 veces mayor que el oxígeno por el hemo 
libre pero sólo 200 veces por el hemo en la Mioglobina. Igual, 200 veces más 
afinidad es mucho. Por eso el CO (Monóxido de Carbono) es tóxico. 
Curva de mioglobina es exactamente igual que la curva de los gases.
La carne es roja porque tiene alto contenido de Mioglobina. La Mioglobina le da
el color rojo porque tiene justamente el hierro en el grupo Hemo. El hierro 
coordinado con esos anillos que tiene el grupo Hemo, hace que tenga color. La 
Mioglobina sin el grupo Hemo no tendría color. 
¿Por qué hay carnes de distinto color? ¿Por qué hablamos de la carne de 
pescado como “carne blanca”? ¿Por qué la carne de ave es más clara que la 
carne de rumiantes? Por el distinto contenido de Mioglobina que tienen. 
Muchos peces tienen Mioglobina. Hay algunos peces que no tienen mioglobina 
y tienen una carne casi transparente. 
La carne fresca se ve roja porque la Mioglobina está unida al oxígeno y 
el hierro está en estado de Fe2+. Cuando la carne se procesa, eso se oxida 
rápidamente. Entonces, muchas veces pasa que uno ve la carne verde pero no 
tiene mal olor, no está en mal estado, no tiene mal sabor. Sucede que se está 
oxidando la Mioglobina, el Fe2+ está pasando a Fe3+.
¿Por qué las ballenas, delfines, etc. aguantan tanto tiempo abajo del 
agua? Esos animales son mamíferos. Tienen respiración pulmonar como 
nosotros, no es que tienen branquias ni nada de eso. No son peces, son 
mamíferos. Nadan, están sumergidos, aguantan mucho tiempo abajo del agua, 
pero tienen que salir a respirar, eso sí. Estos animales tienen una gran 
concentración de Mioglobina. Tienen mucha más Mioglobinaque las 
demás especies. Eso es un problema, ¿Por qué? Nuestra Mioglobina, si le 
aumentáramos la concentración precipitaría (al ser una concentración tan alta, 
no llegaría a plegarse correctamente, se agregaría y no sería funcional). La 
estrategia evolutiva fue ponerle grupos cargados positivamente en la 
superficie. En el esquema se ven en rojo a las Argininas. No solamente es 
importante que esté cargado, sino que todos sean de la misma carga. ¿Por 
qué? Porque eso genera repulsión de cargas, entonces una molécula 
de Mioglobina no tiende a pegarse con otra a pesar de la elevada 
concentración, por la repulsión de cargas. En el esquema de la derecha, 
se muestra en rojo donde hay Mioglobina con mayor densidad de carga 
positiva. Hay otras especies que tienen menor densidad de carga positiva en la
Mioglobina. Mientras que nosotros estaríamos dentro del azul, ya que no 
tenemos todas estas cargas positivas en la superficie de la Mioglobina. 
Decimos que la MIOGLOBINA ES UNA MOLÉCULA DE 
ALMACENAMIENTO DEL OXÍGENO, es la reserva de oxígeno del músculo.
Ahora pasamos a hablar de la HEMOGLOBINA, que es una PROTEÍNA DE 
TRANSPORTE DEL OXÍGENO. Básicamente es la proteína de los glóbulos 
rojos. Básicamente los Glóbulos Rojos son rojos porque tienen hemoglobina. De
los Glóbulos Rojos, el 34% corresponde a la Hemoglobina. La principal función 
de los GR es el transporte de oxígeno. Tienen la forma de disco bicóncavo para 
ser deformables y poder atravesar los capilares, son células que no tienen 
núcleo. La Hemoglobina de la sangre arterial, está saturada con oxígeno en un 
96% y la venosa en un 64%. 
En el esquema se comparan las estructuras de la Mioglobina y la 
Hemoglobina. Notar que son moléculas parecidas. 
En el esquema se muestra cómo el oxígeno es captado a nivel de los 
alvéolos y luego es transportado hacia los tejidos.
Se esquematiza la Hemoglobina roja cuando tiene el O2, luego lo cede a 
los tejidos (Hemoglobina en azul). 
La Hemoglobina es un tetrámero que está formado por dos subunidades 
α y dos subunidades β. La estructura de cada subunidad es parecida a la de la 
Mioglobina, aunque sólo tiene 27 Aminoácidos en la misma posición. 
En violeta se marca el grupo Hemo y las 4 subunidades están 
representadas con diferentes colores. La interacción α1-β1 tiene una superficie 
importante de interacción (30 residuos), mientras que la inteacción de α1-β2 es
más chica, involucra 19 residuos.
La Hemoglobina puede tener dos estados distintos: un estado Relajado 
(R) que presenta mayor afinidad por el Oxígeno (a su vez, el Oxígeno estabiliza
el estado R), y un estado Tenso (T) donde no hay Oxígeno unido. Cuando no 
hay oxígeno unido hablamos de Desoxihemoglobina. 
En el estado Tenso (T) el anillo del Hemo está curvado. El hierro no está 
perfectamente “encajado”. Cuando el grupo Hemo une oxígeno (estado 
Relajado, R), fuerza a que el hierro tome la posición central en el anillo del 
Hemo y que el grupo hemo esté plano. Eso hace que “tire” de la Histidina 
proximal y se induce un cambio de conformación en toda la estructura de la 
molécula de Hemoglobina. Por ese motivo la unión del O2 propicia este estado 
Relajado (R). 
En el esquema de abajo se marca un eje central (línea gruesa) y cómo se
corre ese eje central cuando la Hemoglobina une el oxígeno.
En el esquema de más abajo se puede ver cómo cambian los extremos 
Amino y Carboxilo terminal de cada una de las subunidades. Es un cambio 
conformacional perceptible el que sufre la Hemoglobina, aunque no es tan 
grosero como otros casos que vimos anteriormente.
 
¿Qué implica la unión cooperativa del ligando? 
Cuando hablemos de Enzimas, veremos que posee un sitio activo y 
además tienen un sitio de unión a un ligando distinto del sustrato. O sea, los 
sitios de unión al ligando son distintos para el sustrato y para el modulador. 
Ese modulador puede ser positivo o puede ser negativo. Un modulador 
negativo es un inhibidor. La unión con estos moduladores, favorece un cambio 
conformacional de modo que favorece uno de esos dos estados: activo o 
inactivo.
Mientras que, cuando hablamos de MODULACIÓN COOPERATIVA, 
hablamos de un Ligando que se une al sitio activo de la proteína e induce un 
cambio conformacional de modo que cambia la afinidad de todos los demás 
sitios. En el esquema (b) se llama al ligando “sustrato” porque está pensado 
para enzima. 
Resumiendo (pensándolo para enzimas para seguir lo de la diapo), en el 
primer caso (Inhibidores y Activadores alostéricos) se unen sustancias distintas
sobre la enzima: tenemos el sustrato por un lado y por el otro el modulador. 
Mientras que en el caso de la Modulación Cooperativa (otro tipo de activación 
alostérica), es el mismo sustrato el que está induciendo el cambio de afinidad. 
¿Qué sucede con la HEMOGLOBINA? La Hemoglobina tiene 4 
subunidades distintas, es decir que cada subunidad tiene su grupo Hemo, por 
lo que tenemos 4 sitios de unión al ligando. 
¿Por qué vamos a ver este fenómeno de unión cooperativa del oxígeno? 
Si todas las subunidades de la Hemoglobina fueran de alta afinidad, veríamos 
algo como la curva que aparece en el esquema como más empinada y hacia la 
izquierda (high-affinity state). Obviamente está llevado al extremo. Lo que 
veríamos es una curva parecida a la Mioglobina. 
Si todos los sitios fueran de baja afinidad veríamos una curva chata 
(curva que en el esquema figura como “low-affinity state”). En algún momento 
va a llegar a ese punto teórico de θ de 1.
La curva de la Hemoglobina tiene una forma rara porque ni siquiera es 
una curva que va por el medio. Es una curva que tiene forma de S, por eso se 
la llama “Curva Sigmoidea”. Si tuviera todos los sitios con la misma afinidad 
media, iría por el medio de las dos hipérbolas rectangulares y sería otra 
hipérbola rectangular. Pero la curva de la Hemoglobina no es una 
hipérbola rectangular, sino que es una curva sigmoidea. ¿Por qué? 
Justamente porque aparece este fenómeno de COOPERATIVIDAD. Cuando 
arrancamos de una proteína (la Hemoglobina) que no une ningún átomo de 
oxígeno, estamos en presencia de sitios de baja afinidad. Ahora bien, a partir 
de que se une una primera molécula de oxígeno a una de las cuatro 
subunidades de la Hemoglobina, eso provoca “cambios conformacionales que 
se comunican a las subunidades adyacentes, haciendo más fácil la unión de 
moléculas de O2 adicionales. En efecto, la transición TR se produce más 
rápidamente en la segunda subunidad una vez que el O2 se ha unido a la 
primera subunidad. La última molécula de O2 (la cuarta) que se une al hemo lo 
hace a una subunidad que ya está en el estado R y por lo tanto se une con una 
afinidad mucho mayor que la de la primera molécula” (página 161 del 
Lehninger). Eso se ve en el cambio, en el salto (pendiente empinada). 
Finalmente, en el último tramo de la curva, se comporta como un sitio de alta 
afinidad. En la última parte de la curva, se parece a una hipérbola rectangular. 
En la parte inicial también (la parte de abajo). Abajo se superpone con una 
hipérbola rectangular de todos sitios de baja afinidad. Y arriba se encuentra 
con la hipérbola rectangular de todos sitios de alta afinidad. En el medio está lo
importante.
¿Qué otra información nos da este gráfico? Ahora analizaremos las dos 
zonas que aparecen en celeste y en rosa. Esas zonas marcan las Presiones 
Parcial de Oxígeno (PO2) en los tejidos (celeste) y en los pulmones (rosa). 
Cuando la presión parcial de oxígeno es alta (zona rosa), la Hemoglobina 
puede unir casi todo el oxígeno. La Hemoglobina en los Pulmones une el 96% 
del Oxígeno. Entonces, la afinidad de la Hemoglobina por el O2 en los Pulmones
es muy alta. Esto tiene una función fisiológica muy importante. En los 
Pulmones nosotros tenemos que captar todo el O2 posible. Ahora bien, cuando 
esta proteína (la Hemoglobina) va a los tejidos, en los tejidos la Presión Parcial 
de Oxígeno (PO2) es mucho menor. En los tejidos la Hemoglobina tiene que 
poder ceder ese oxígeno. Recordar quela HEMOGLOBINA ES UNA 
PROTEÍNA DE TRANSPORTE DEL OXÍGENO, su función es entregar ese 
oxígeno a los tejidos. En los tejidos, la Hemoglobina está saturada en un 64% 
(en reposo, sin hacer ningún esfuerzo físico). Es decir que tiene la capacidad de
ceder oxigeno en otras ocasiones. 
La Desoxihemoglobina (Hemoglobina T, en el punto de PO2 de cero) es 
teórica, in vitro todo bien, pero in vivo no existe.
La Ecuación de Hill es un análisis matemático que permitió ver la unión 
cooperativa del ligando. Básicamente el grado de ocupación está expresado 
como una expresión mucho más compleja, como una función logarítmica. Y la 
Presión Parcial de Oxígeno está expresada en logaritmo. La curva en azul es 
una curva teórica que corresponde a la Mioglobina, y tenemos un solo sitio de 
unión. En la curva roja vemos, en un primer momento un solo sitio de unión de 
baja afinidad. Al final un solo sitio de unión de alta afinidad (punteada alta). En 
la recta del medio, tres sitios de unión (punteada baja). El trazo rojo 
corresponde a la Hemoglobina, que a bajas PO2, se comporta como la curva de 
baja afinidad. A PO2 intermedias, hace el cambio de un solo sitio de unión de 
baja afinidad, a tener tres sitios de unión. Y a PO2 altas se comporta como un 
sitio de unión de alta afinidad. Todo este tratamiento matemático ratifica lo 
que venimos diciendo, la curva sigmoidea que vimos antes. 
Acá vemos un ejemplo de lo que ocurre en el ejercicio aeróbico. 
Tenemos graficado lo mismo que antes: porcentaje de ocupación de la 
Hemoglobina por el oxígeno, en función de la presión parcial de oxígeno. En los
pulmones, la Hemoglobina une oxígeno al máximo. En los tejidos en un estado 
de reposo, tenemos saturada a la Hemoglobina en un 64%. ¿Qué pasa en el 
ejercicio físico intenso? Hay mayor demanda de oxígeno, por lo tanto, la 
Hemoglobina cede más oxígeno. Es una situación de Presiones Parciales de 
Oxígeno alrededor de 15 mm Hg (depende de la intensidad del ejercicio). La 
idea es que en condiciones necesarias la Hemoglobina es capaz de ceder más 
oxígeno. En reposo todavía está unida en un 64%, ante la necesidad tiene la 
capacidad de ceder más oxígeno. Llegamos aproximadamente a un 15% de 
saturación. No llegamos a un cero. La Hemoglobina no se desoxigena 
totalmente. 
Frente a un ejercicio intenso como una carrera corta, se consume lo que 
se llama el “Sistema de Fosfágeno” (todas las reservas de ATP y de 
fosfocreatina). Frente a un ejercicio moderado, como es una competencia de 
natación (menos de dos minutos), actúa el Sistema del Ácido Láctico o sea la 
Glucólisis de la Glucosa (la energía se obtiene a partir de la glucólisis). Mientras
que el ejercicio físico de mayor duración (por algo se llama aeróbico) es con 
consumo de oxígeno. Ahí funciona todo el proceso de la fosforilación oxidativa. 
Lo veremos más adelante en otros teóricos. 
En este esquema se observa cómo en muy poco tiempo ya se activa 
todo el proceso de respiración mitocondrial, la parte del consumo de oxígeno. 
En dos minutos prácticamente ya está totalmente activado todo lo que tiene 
que ver con consumo de oxígeno. Mientras que al principio tenemos los 
mecanismos rápidos: el sistema de fosfágenos y la glucólisis, ambas cada una 
en menos de 1 min. 
Habíamos dicho que el Monóxido de carbono (CO) era tóxico. Se une a la
Hemoglobina con mucha mayor afinidad que el oxígeno. La unión de CO a una 
o dos subunidades de Hemoglobina aumenta la afinidad por el oxígeno en las 
demás subunidades. Esa Hemoglobina por más que transporte oxígeno, no lo 
entrega. Entonces, esa Hemoglobina no está funcionando, la estamos 
perdiendo. Por eso el Monóxido de carbono es tóxico.
Analicemos las curvas: tenemos la curva normal de la Hemoglobina. 
Después tenemos una curva de Carboxihemoglobina, uniendo dos moléculas 
de Monóxido de carbono. Estamos analizando la PO2 en el eje X. A PO2 
elevadas partimos de la mitad (0,5) de saturación de la Hemoglobina. 
Entonces, a la altura de los pulmones la Hemoglobina puede unir el Oxígeno. 
Pero el tema está a PO2 bajas (PO2 en los tejidos), ya que cuando estamos en 
los tejidos no cede ni el 10%. Eso es muy poco, por eso es tóxico el CO. 
La última curva es el caso de un individuo Anémico. Un individuo 
Anémico tiene menos Hemoglobina. Hay menos Hemoglobina, entonces 
obviamente hay menos oxígeno unido. Pero la Hemoglobina que tiene 
funciona. Entonces, esa hemoglobina cuando va a los tejidos sí cede oxígeno. 
Si la parte más “alta” de la curva fuera el 96%, en la zona azul estaría el 64%. 
Esa es la diferencia entre el caso del CO que es tóxico y aumenta la afinidad 
por el oxígeno, frente al otro caso en donde simplemente tenemos menos 
Hemoglobina. 
Se describen dos modelos del mecanismo de unión del ligando en la 
unión cooperativa:
El MODELO CONCERTADO donde la molécula está toda en una 
conformación (los redondeles sería la conformación de baja afinidad por el 
oxígeno). Y va uniendo ligando gradualmente. Pero en algún momento pasa del
estado todo baja afinidad al estado todo alta afinidad (todos cuadrados). El 
ligando se puede unir en cualquiera de las dos versiones: todo circulito o todo 
cuadrado. 
Página 165 del Lehninger: “El primer modelo fue el propuesto por 
Jacques Monod, Jeffries Wyman y Jean-Pierre Changeux en 1965, es el llamado 
modelo MWC o modelo concertado (o de “todo o nada”). En el modelo 
concertado se considera que las subunidades de una proteína con unión 
cooperativa son funcionalmente idénticas, que cada subunidad puede existir 
en (como mínimo) dos conformaciones, y que todas las subunidades sufren la 
transición de una conformación a otra de manera simultánea. En este modelo 
ninguna proteína tiene subunidades con conformaciones diferentes. Las dos 
conformaciones están en equilibrio. El ligando puede unirse a cualquiera de 
ellas, aunque con diferente afinidad. La unión sucesiva de moléculas de ligando
a la conformación de baja afinidad (la cual sería más estable en ausencia de 
ligando) hace más probable la transición a la conformación de alta afinidad”. 
Mientras que lo que se conoce como MODELO SECUENCIAL, la unión 
de un ligando hace que cambie una subunidad y que eso implique el cambio en
la subunidad vecina. Es decir que el ligando va a estar entrando a sitios de 
mayor afinidad. La Hemoglobina sigue algo más de este tipo. 
Página 165 del Lehninger: “En el segundo modelo, el modelo 
secuencial propuesto en 1966 por Daniel Koshland y colaboradores, la unión 
del ligando puede inducir un cambio de conformación en una subunidad 
individual. Un cambio de conformación en una subunidad provoca un cambio 
similar en la subunidad adyacente, así como hace más probable la unión de 
una segunda molécula de ligando. Hay más estados intermedios potenciales en
este modelo que en el modelo concertado. Los dos modelos no son 
mutuamente excluyentes: el modelo concertado puede verse como un caso 
límite de “todo o nada” del modelo secuencial”.
 Dijimos, la Hemoglobina tiene la capacidad de ceder oxígeno en 
distintas situaciones. Vimos lo que ocurría en el ejercicio físico intenso. Otra 
situación es frente a la acidez. Por distintas situaciones patológicas se puede 
acidificar el plasma sanguíneo. En esos casos la curva se corre a la derecha. En
la práctica lo que significa es que, a la PO2 de los tejidos, la Hemoglobina tiene 
la capacidad de ceder más oxígeno. Entonces, a menores pH, la Hemoglobina 
cede más oxígeno. Antes nos movíamos sobre una misma curva, ahora nos 
cambiamos de curva, cambia el pH cambia la curva.
Ahora bien, el bajo pH también se puede generar por la misma 
respiración. Al aumentar el consumo de O2, aumenta el CO2 que a su vez es 
convertido (junto con el H2O) en Ácido carbónico (H2CO3) por la Anhidrasa 
Carbónica, que se disocia rápidamente en HCO3- (bicarbonato) + H+ (protón). 
Ese protón hace que descienda el pH de la sangre. En cambio, en los pulmones
como la concentración de O2 es alta la Hemoglobina se puede reoxigenar. 
El CO2 se une al Aminoterminal de la Hemoglobina y forma un derivado 
con carga negativa. Se libera un Protón que se une a la Histidina de la hélice 3 
de la subunidad beta. Eso forma un par iónico distinto que estabiliza al estado 
T. Entonces, en condiciones ácidas estamos favoreciendo el estado T que es de
menor afinidad por el oxígeno. 
Otra forma de modular la cesión de oxígeno es a través del 2,3-
Bifosfoglicerato, que es un producto derivado de la glucólisis. En la Glucólisis se
forma el 1,3-Bifosfoglicerato, es vez de seguir la Glucólisis, por una reacción 
adicional se forma el 2,3-Bifosfoglicerato especialmente para regular el 
metabolismo del oxígeno. Se encuentra en grandes cantidades en el eritrocito 
y funciona siempre como un efecto alostérico de la Hemoglobina. Disminuye la 
afinidad de la Hemoglobina por el O2.
En los esquemas vemos cómo el 2,3-BPG vincula las dos subunidades 
Beta. Al tener cargas negativas, se une a los residuos con carga positiva. Éste 
es un modulador típico de las alturas. En las alturas aumenta la concentración 
del 2,3-BPG (también aumenta en casos de hipoxia y en fumadores). El 
aumento del 2,3-BPG debido a las alturas es un proceso que lleva días. Esta es 
la razón por la cual los futbolistas tienen que viajar 2 o 3 días antes de jugar un
partido en las alturas. Necesitan tener tiempo de sintetizar este modulador. De 
modo de poner a su Hemoglobina en las mismas condiciones que los jugadores
locales. Los jugadores locales además tienen mayor concentración de 
Hemoglobina, pero eso no es tan rápido de regular.
La curva normal es cuando existe aproximadamente 5mM de 2,3-BPG. 
La curva de más hacia la izquierda es una curva teórica si la Hemoglobina no 
tuviera nada de 2,3-BPG (parecida a la curva de la mioglobina).
Ya habíamos dicho que a la PO2 en los Pulmones (a nivel del mar) 
tenemos un 96% de saturación de la Hemoglobina. Al llegar a los tejidos, cede 
el 38% del oxígeno que transporta. Si no hubiera ningún tipo de regulación, la 
PO2 en los Pulmones en las alturas es mucho menor. Entonces, partiríamos de 
PO2 menores. Al llegar a los tejidos, la cesión de O2 sería solamente del 30%. 
Eso hace que cuando viajamos a las alturas, nos fatiguemos de nada. Eso es lo 
que hace que los deportistas de competición tengan que viajar antes a 
adaptarse.
¿Qué es lo que sucede en las condiciones donde aumenta la síntesis del 
2,3-BPG? Analizamos la curva que tiene una concentración aproximada de 8 
mM de 2,3-BPG. Partimos de una PO2 en los pulmones menor porque estamos 
en las alturas. Pero cuando llegamos a la PO2 de los tejidos cede mucho más O2
(37% vs 30% en el caso del individuo con la concentración de 2,3-BPG normal).
Entonces, aumentando la concentración de este modulador alostérico 
heterotrópico (porque es distinto del ligando, es otro ligando), la Hemoglobina 
puede ceder el O2 igual que si estuviera a nivel del mar.
Otro caso particular en el transporte de Oxígeno, es lo que ocurre en el 
feto. El feto respira a través de la madre. El oxígeno que llega a los tejidos 
fetales, es transportado por la circulación fetal por la Hemoglobina fetal a partir
del oxígeno de la madre. ¿Qué particularidad tiene que tener la Hemoglobina 
fetal frente a la Hemoglobina materna? La Hemoglobina fetal tiene que tener 
mayor afinidad por el oxígeno respecto a la Hemoglobina materna, porque 
tiene que ser capaz de “robar” el O2 a la madre. En el gráfico se muestra en 
azul la curva de la Hemoglobina materna y en rosa la curva de afinidad de la 
Hemoglobina fetal. Frente a una PO2 teórica en los Pulmones (teórica porque 
es en los pulmones de la madre) se oxigenan las dos hemoglobinas. Frente a 
una PO2 menor en los tejidos, la Hemoglobina fetal se comporta como cualquier
otro tejido de la madre y capta ese O2. Eso ocurre en el sincitiotrofoblasto que 
está representado en la diapo abajo. La Hemoglobina fetal sigue teniendo una 
curva sigmoidea. Es de mayor afinidad que la materna pero también esta 
Hemoglobina fetal tiene que poder ceder O2 a los tejidos del feto. Si acapara 
todo el O2 tampoco serviría como proteína de transporte. 
¿Cómo logra la Hemoglobina fetal tener mayor afinidad por el O2 
respecto a la Hemoglobina materna? Cambiando la expresión de las 
subunidades que conforman a la Hemoglobina. La Hemoglobina del adulto 
tiene dos subunidades Alfa y dos subunidades Beta. La Hemoglobina fetal tiene
dos subunidades Alfa y dos subunidades Gamma. La Hemoglobina con 
subunidades Beta hay desde el principio, pero en baja proporción. En el gráfico 
se ve cómo en el adulto, también tenemos Hemoglobina del tipo fetal (hay 
subunidades Gamma), pero en muy baja proporción. Vertical momento de 
nacimiento, en el eje X edad gestacional. La alfa aparece siempre. 
Un caso particular es el de la Anemia Falciforme. Aquí tenemos una 
única sustitución de un Aminoácido que resulta crítica. Un Aminoácido de Ácido
Glutámico es reemplazado por un Aminoácido Valina en posición 6. Estamos 
perdiendo un Aminoácido cargado y empezamos a tener un Aminoácido 
hidrofóbico. Si la sustitución es por otro residuo, este daño no es tan 
importante. Es decir, esta posición (6) no es crítica para la función de la 
Hemoglobina, casi cualquier sustitución en esa posición podría ser tolerada, no 
sería una enfermedad. Sin embargo, la sustitución por Valina, resulta en esta 
Anemia Falciforme. 
Esta sustitución hace que la Hemoglobina se agregue de manera tal de 
formar fibras. Forma fibras tan estables que los glóbulos rojos se deforman y 
adquieren forma de hoz. Por eso se llama Anemia Falciforme, ya que 
“falciforme” quiere decir con forma de hoz (herramienta agrícola que tiene 
como principal uso el corte de tallos de gramíneas, principalmente cereales). 
Los glóbulos rojos, al tener estas fibras adentro, ya no son plásticos. Al tener 
esta forma, tapan arteriolas. Eso provoca mucho dolor al paciente. Los 
pacientes homocigotos para esta Anemia terminan muriendo pronto, jóvenes. 
Una mutación de este tipo, donde los individuos mueren jóvenes, lleva a que 
esa mutación no persista porque esos individuos no llegan a dar reproductiva 
entonces no tienen hijos. ¿Por qué entonces aparece tanto la Anemia 
Falciforme? Porque lo que sí perdura es la forma Heterocigota, donde algunas 
de las moléculas toman este comportamiento, pero no todas. ¿Por qué esta 
mutación persiste si es tan nociva? Se ve que la Anemia Falciforme es 
frecuente en la zona endémica de paludismo (malaria, enfermedad causada 
por el parásito Plasmodium y transmitida por la picadura de un mosquito 
infectado). “Al mosquito no le gusta la sangre con esa malformación”. 
Entonces, estos individuos con esta malformación en la Hemoglobina resisten 
al Paludismo. Ahora son infecciones controladas, pero hace solamente 200 
años el Paludismo diezmaba a la población. Entonces, los individuos 
heterocigotos sí sobrevivían. Una mutación que era muy perjudicial, terminó 
siendo una ventaja para cierta población.
Un Anticuerpo es una molécula que genera el sistema inmune en 
respuesta a un antígeno. Un Antígeno entonces, será cualquier sustancia capaz
de desencadenar una respuesta inmune porque el sistema inmune lo reconoce 
como una amenaza. 
El Antígeno es una sustancia exógena, que es extraña al organismo. Es 
inmunogénico porque es capaz de inducir una respuesta inmune. El Antígeno 
reacciona específicamente con los componentes del sistema inmune. O sea, 
como induce una respuesta inmune, esa respuesta inmune es específica contra
el Antígeno que le dio lugar. Los Anticuerpos van a ser una herramienta muy 
importante en el laboratorio. Y es por eso que tenemos que discutirlo 
mínimamente en Química Biológica. Esos Anticuerpos los obtenemos contra 
algo que queremos. 
El Antígeno es de naturaleza química variada, pero tiene que ser 
“grande”. Los Antígenos se localizan en la superficie típicamente de los 
patógenos. Lo que más nos importa como individuos es la respuesta inmune 
frente a microorganismos. Es la forma de defensa que tenemos frentea las 
infecciones. 
Dijimos que el Antígeno tiene que ser una molécula “grande”. Sobre esa 
molécula grande, va a haber distintas zonas capaces de generar una respuesta
inmune. A cada una de esas zonas las vamos a llamar “DETERMINANTES 
ANTIGÉNICOS” o “EPITOPE”. Esa va a ser la zona donde se una al 
Anticuerpo. Por ejemplo, en rojo se esquematiza un epitope dado de la 
Lisozima. Recordemos que los Loops eran las zonas que presentaban mayor 
variabilidad en la estructura secundaria.
Los Anticuerpos son proteínas globulares (mirar el esquema de la 
derecha, esa es la forma verdadera que tienen). Si desplegáramos para ver 
cómo está formado, vemos que está formada por 2 cadenas livianas (L) y 2 
cadenas pesadas (H), que son las más largas. Esas cadenas están unidas 
covalentemente por puentes disulfuro. Las partes de arriba de la “Y” son las 
zonas variables y son las zonas de reconocimiento del Antígeno. En esa zona se
reconocen a los determinantes antigénicos del antígeno. Mientras que todo el 
resto de la molécula se llama constante. 
En verde está representada la zona variable de reconocimiento del 
Antígeno y en gris toda la zona constante. Tenemos una región central que se 
llama “bisagra” que le da flexibilidad al Anticuerpo. La zona constante se une a
otros componentes del sistema inmune. El Anticuerpo reconoce a un Antígeno 
a través de la zona variable en el individuo, pero gracias a la zona constante es
capaz de desencadenar toda una respuesta inmune, es una molécula 
intermediaria. A través de esa zona común es capaz de desencadenar 
mecanismos comunes. 
En el esquema de abajo a la derecha, en violeta se muestra la porción 
de hidratos de carbono del Anticuerpo ya que son Glicoproteínas. En el 
esquema se arriba vemos el plegamiento Beta del Anticuerpo. 
En el esquema de arriba a la izquierda se representan los dominios 
variables de las cadenas pesadas (VH, “V” por región variable y “H” de heavy) y
de las cadenas livianas (VL, “V” por región variable y “L” de light). Con una C 
figuran las regiones constantes. En este esquema, además, se ven muy bien 
los puentes disulfuro que se establecen entre las cadenas. 
Hay distintos tipos de Inmunoglobulinas. El más común es el de tipo IgG,
y que aparte es el que nos interesa en el laboratorio. Pero cuando se 
desencadena una respuesta inmune, se genera una respuesta de tipo IgM con 
un pentámero. En las secreciones (moco de la nariz, leche materna, etc.) lo 
tenemos como un dímero de IgA. El monómero de IgE es típica de las alergias. 
La interacción Antígeno-Anticuerpo es una reacción complementaria que
ocurre a través de múltiples interacciones débiles entre una porción del 
Antígeno (epitope o determinante antigénico) y el sitio de unión en el 
Anticuerpo (paratope). 
Las características de esta unión son las mismas que vimos para la unión
de Ligandos. La unión es ESPECÍFICA porque una molécula de Anticuerpo 
puede discriminar al Antígeno entre cualquier otra mezcla de moléculas; está 
dada por la complementariedad entre el Antígeno y el sitio de fijación en el 
Anticuerpo. Es una reacción ESPONTÁNEA porque no necesita energía 
adicional. Y es una reacción REVERSIBLE ya que son uniones no covalentes 
las de la unión. 
En el laboratorio los Anticuerpos nos sirven fundamentalmente como 
molécula de reconocimiento. Los utilizamos en dos tipos de ensayos. Los dos 
tienen el mismo fundamento: sobre un soporte sólido, se ancla la proteína de 
interés. La proteína de interés se encuentra en una mezcla de proteínas (las de
colores). Se le agrega después una proteína inerte para bloquear todos los 
sitios libres del soporte sólido porque el soporte sólido fija inespecíficamente 
proteínas (recordar que los Anticuerpos también son proteínas). A este paso lo 
llamamos “Bloqueo”: no es más que proteger todos los sitios libres en el 
soporte. Entonces, una vez que tenemos a la proteína de interés unida al 
soporte y todos los sitios libres bloqueados, hacemos la reacción primaria que 
es la específica. Utilizamos un Anticuerpo contra la proteína de interés o la 
macromolécula que sea. Esto sigue siendo algo transparente, ¿cómo hacemos 
para poner en evidencia que se formó este complejo? A través de un segundo 
Anticuerpo contra la parte constante del primer Anticuerpo. Ese segundo 
Anticuerpo tiene algo unido covalentemente. Lo más común es que sea una 
enzima, que genera un producto coloreado actuando sobre un sustrato que es 
incoloro o de otro color antes de la reacción y de otro luego de la reacción. Que
aparezca el color del producto, implica que estaba la proteína de interés en mi 
muestra. Esto puede ser una reacción colorimétrica que son las más fáciles, 
pero son las menos sensibles. Puede ser una determinación fluorométrica. O de
tipo quimioluminiscente. ¿Por qué no unimos la enzima al primer Anticuerpo? 
Por una cuestión de costos. Tener el Anticuerpo secundario marcado, hace que 
pueda reconocer cualquier Anticuerpo primario que tenga la misma zona 
constante común (por ejemplo, Inmunoglobulina de tipo 2 de ratón) 
independientemente de la especificidad de ese anticuerpo Primario (no importa
“anti” qué sea). Así yo uso un único reactivo general marcado (el Anticuerpo 
Secundario anti-IgG de tipo 2 de ratón). Si yo tuviera que tener cada 
Anticuerpo Primario marcado, eso es más caro. 
Esto da lugar a dos técnicas que usamos mucho en el laboratorio:
El Western-blotting y el ELISA. El ELISA me permite la cuantificación de 
una proteína. El Western Blot es semicuantitativo. Aunque muchas veces se lo 
utiliza para la IDENTIFICACIÓN. 
En el Western primero separamos a las proteínas por tamaño molecular 
(SDS Page), transferimos a una membrana de nitrocelulosa o de PVDF, y 
sabiendo el tamaño molecular que esperamos, identificamos a la proteína con 
un Anticuerpo específico. (sobre el soporte solido se hace la reacción de 
inmuno detección. En el western separamos la proteína por PM y se hace 
reaccionar con anticuerpo especifico y se confirma que estamos en presencia 
de la proteína interes). En el SDS Page por más que veamos una proteína en el
tamaño molecular esperado no podemos asegurar que es nuestra proteína de 
interés porque cualquier proteína con el mismo tamaño molecular la veríamos 
allí( bien a la izquierda del dibujo). En cambio, en el Inmunoblotting estamos 
seguros que la banda corresponde a la proteína de interés (bien a la derecha 
del dibujo). 
Ahora veremos los MOTORES MOLECULARES y cómo funciona la 
contracción muscular. 
La molécula de MIOSINA, muy parecido a la de Queratina, está 
formada por dos subunidades enrolladas entre sí y además tienen dos cabezas 
en modo de palo de golf, y otras cuatro cabecitas de las cadenas livianas. 
Tenemos entonces 6 subunidades en la Miosina: 2 cadenas pesadas y 4 
cadenas livianas que se ubican en la región de las cabezas. 
Las moléculas de Miosina se unen para formar los Filamentos Gruesos
de Miosina. De ese filamento, protruyen las cabezas, que van a ser críticas 
para la contracción muscular.
Además de los filamentos gruesos de Miosina, tenemos los Filamentos 
delgado de Actina. Los filamentos de Actica están formados por polimerización 
de actina monomérica. 
En el esquema de la izquierda vemos cómo se disponen los Filamentos 
Gruesos de Miosina, enfrentados a los Filamentos Delgados de Actina. Vemos 
que, a su vez, en el esquema aparecen otras proteínas importantes: Troponina,
Tropomiosina. 
Las fibras musculares se forman por fusión de células. Las células del 
músculo son un gran conglomerado de células fusionadas que forman la fibra 
muscular. Dentro de una fibra muscular (la célula muscular) tenemos una 
región donde se ubican los núcleos (en la periferia), y tenemos a las Miofibrillas
o Miofilamentos. La unidad funcional de las fibras musculares son los 
SARCÓMEROS. 
En la contracción muscular, la fibra gruesa de miosina, acerca a los 
discos Z a través de los filamentos de actina. A través de la microscopía 
electrónica se predijo cómo era laestructura de los sarcómeros. 
Si vamos haciendo cortes a distintos niveles del sarcómero, podemos 
analizar la distinta composición de las fibras que lo componen.
El músculo esquelético está formado por dos tipos de fibras. Las Fibras 
de Tipo I (rojas y lentas) que son las que tienen metabolismo del oxígeno, las 
que tienen fosforilación oxidativa, y las Fibras de Tipo II (blancas y rápidas) son
las que funcionan a través de la vía anaeróbica o vía glucolítica.
La cabeza de la Miosina está uniéndose a la actina. Cuando la cabeza de 
Miosina une ATP, eso provoca un cambio conformacional que hace que la 
cabeza se desprenda del filamento de actina. La cabeza de la miosina está en 
45°. El ATP se hidroliza y la cabeza pasa a estar a 90° por un cambio 
conformacional. A 90° tiene la capacidad de unirse en una posición distinta al 
filamento de actina. La liberación del ADP y el P (fosfato) que tenía unida la 
Miosina, provoca la tracción (“golpe de potencia”) por un cambio 
conformacional en la miosina. De esta manera el sarcómero se acorta.
Luego vuelve a unirse una molécula de ATP, se libera la Miosina del 
filamento de Actina y comienza nuevamente el ciclo. 
La contracción muscular se regula a partir del calcio que está acumulado
en el retículo sarcoplásmico de las fibras musculares. 
Los filamentos de actina están recubiertos por otros filamentos de 
Tropomiosina y los sitios de unión de la Miosina están bloqueados por el 
complejo de moléculas de Troponina, donde tenemos Troponina C, T e I. La 
Troponina C es la que une el Calcio (Ca2+). Al unir el calcio, por un cambio 
conformacional de las subunidades, se desbloquea la unión de la Troponina I, 
que es la inhibitoria. Y eso hace que se permita la interacción de la Miosina con
ese sitio.