Según la teoría de Oparin-Haldane, la vida en nuestro planeta se originó a partir de una gota de coacervado. También era una molécula de proteína. Es decir, se sigue la conclusión de que son estos compuestos químicos los que son la base de toda la vida que existe en la actualidad. Pero, ¿qué son las estructuras proteicas? ¿Qué papel juegan en el cuerpo y en la vida de las personas hoy en día? ¿Qué tipos de proteínas hay? Tratemos de resolverlo.
Proteínas: un concepto general
Desde el punto de vista de la estructura química, la molécula de la sustancia en cuestión es una secuencia de aminoácidos interconectados por enlaces peptídicos.
Cada aminoácido tiene dos grupos funcionales:
- carboxílico -COOH;
- grupo amino -NH2.
Es entre ellos que se forma un enlace en diferentes moléculas. Así, el enlace peptídico tiene la forma -CO-NH. Una molécula de proteína puede contener cientos o miles de estos grupos, dependerá de la sustancia específica. Los tipos de proteínas son muy diversos. Entre ellos están los que contienen aminoácidos esenciales para el organismo, por lo que deben ingerirse con la comida. Existen variedades que realizan importantes funciones en la membrana celular ysu citoplasma. También se aíslan catalizadores biológicos: enzimas, que también son moléculas de proteína. Son muy utilizados en la vida humana, y no solo participan en los procesos bioquímicos de los seres vivos.
El peso molecular de los compuestos en cuestión puede oscilar entre varias decenas y millones. Después de todo, el número de unidades monoméricas en una gran cadena polipeptídica es ilimitado y depende del tipo de sustancia en particular. La proteína en su forma pura, en su conformación nativa, se puede ver al examinar un huevo de gallina crudo. Una masa coloidal densa, transparente y de color amarillo claro, dentro de la cual se encuentra la yema: esta es la sustancia deseada. Lo mismo puede decirse del requesón bajo en grasa. Este producto también es proteína casi pura en su forma natural.
Sin embargo, no todos los compuestos bajo consideración tienen la misma estructura espacial. En total, se distinguen cuatro organizaciones de la molécula. Los tipos de estructuras proteicas determinan sus propiedades e indican la complejidad de la estructura. También se sabe que las moléculas más enredadas espacialmente se someten a un procesamiento extensivo en humanos y animales.
Tipos de estructuras proteicas
Hay cuatro en total. Considere qué es cada uno de ellos.
- Principal. Representa la secuencia lineal habitual de aminoácidos conectados por enlaces peptídicos. No hay giros espaciales, no hay espiralización. El número de enlaces incluidos en el polipéptido puede llegar a varios miles. Tipos de proteínas conestructura similar - glicilalanina, insulina, histonas, elastina y otros.
- Secundaria. Consiste en dos cadenas polipeptídicas que se retuercen en forma de espiral y se orientan una hacia la otra mediante giros formados. En este caso, se forman enlaces de hidrógeno entre ellos, manteniéndolos unidos. Así es como se forma una sola molécula de proteína. Los tipos de proteínas de este tipo son los siguientes: lisozima, pepsina y otras.
- Conformación terciaria. Es una estructura secundaria densamente empaquetada y compactamente enrollada. Aquí, además de los enlaces de hidrógeno, aparecen otros tipos de interacción: esta es la interacción de van der Waals y las fuerzas de atracción electrostática, contacto hidrofílico-hidrofóbico. Ejemplos de estructuras son albúmina, fibroína, proteína de seda y otras.
- Cuaternario. La estructura más compleja, que consiste en varias cadenas polipeptídicas retorcidas en espiral, enrolladas en una bola y unidas en un glóbulo. Ejemplos como la insulina, la ferritina, la hemoglobina y el colágeno ilustran tal conformación proteica.
Si consideramos todas las estructuras dadas de las moléculas en detalle desde un punto de vista químico, entonces el análisis tomará mucho tiempo. De hecho, cuanto más alta es la configuración, más compleja e intrincada su estructura, más tipos de interacciones se observan en la molécula.
Desnaturalización de moléculas de proteína
Una de las propiedades químicas más importantes de los polipéptidos es su capacidad para descomponerse bajo la influencia de ciertas condiciones o agentes químicos. Asi que,por ejemplo, varios tipos de desnaturalización de proteínas están muy extendidos. ¿Qué es este proceso? Consiste en la destrucción de la estructura nativa de la proteína. Es decir, si inicialmente la molécula tenía una estructura terciaria, luego de la acción de agentes especiales colapsará. Sin embargo, la secuencia de residuos de aminoácidos permanece sin cambios en la molécula. Las proteínas desnaturalizadas pierden rápidamente sus propiedades físicas y químicas.
¿Qué reactivos pueden conducir al proceso de destrucción de la conformación? Hay varios de ellos.
- Temperatura. Cuando se calienta, hay una destrucción gradual de la estructura cuaternaria, terciaria y secundaria de la molécula. Visualmente, esto se puede observar, por ejemplo, al freír un huevo de gallina común. La "proteína" resultante es la estructura primaria del polipéptido de albúmina que se encontraba en el producto crudo.
- Radiación.
- Acción con agentes químicos fuertes: ácidos, álcalis, sales de metales pesados, disolventes (por ejemplo, alcoholes, éteres, benceno y otros).
Este proceso a veces también se denomina fusión molecular. Los tipos de desnaturalización de proteínas dependen del agente bajo cuya acción se produjo. Además, en algunos casos, se lleva a cabo el proceso inverso. Esto es renaturalización. No todas las proteínas pueden restaurar su estructura, pero una parte significativa de ellas puede hacerlo. Entonces, químicos de Australia y América llevaron a cabo la renaturalización de un huevo de gallina hervido usando algunos reactivos y un método de centrifugación.
Este proceso es importante para los organismos vivos en la síntesis de polipéptidocadenas de ribosomas y ARNr en las células.
Hidrólisis de una molécula de proteína
Junto con la desnaturalización, las proteínas se caracterizan por otra propiedad química: la hidrólisis. Esta es también la destrucción de la conformación nativa, pero no de la estructura primaria, sino completamente de los aminoácidos individuales. Una parte importante de la digestión es la hidrólisis de proteínas. Los tipos de hidrólisis de polipéptidos son los siguientes.
- Químico. Basado en la acción de ácidos o álcalis.
- Biológico o enzimático.
Sin embargo, la esencia del proceso permanece sin cambios y no depende de los tipos de hidrólisis de proteínas que se lleven a cabo. Como resultado, se forman aminoácidos, que se transportan a todas las células, órganos y tejidos. Su transformación posterior consiste en la participación de la síntesis de nuevos polipéptidos, ya aquellos que son necesarios para un organismo en particular.
En la industria, el proceso de hidrólisis de las moléculas de proteína se usa solo para obtener los aminoácidos correctos.
Funciones de las proteínas en el organismo
Diferentes tipos de proteínas, carbohidratos, grasas son componentes vitales para el funcionamiento normal de cualquier célula. Y eso significa todo el organismo como un todo. Por lo tanto, su papel se debe en gran parte al alto grado de significación y ubicuidad dentro de los seres vivos. Se pueden distinguir varias funciones principales de las moléculas polipeptídicas.
- Catalizador. Se lleva a cabo mediante enzimas que tienen una estructura proteica. Hablaremos de ellos más tarde.
- Estructurales. Tipos de proteínas y susLas funciones en el cuerpo afectan principalmente la estructura de la célula en sí, su forma. Además, los polipéptidos que realizan esta función forman el cabello, las uñas, las conchas de los moluscos y las plumas de las aves. También son una cierta armadura en el cuerpo de la célula. El cartílago también se compone de este tipo de proteínas. Ejemplos: tubulina, queratina, actina y otros.
- Regulatorio. Esta función se manifiesta en la participación de los polipéptidos en procesos tales como: transcripción, traducción, ciclo celular, splicing, lectura de ARNm y otros. En todos ellos juega un papel importante como controlador de tráfico.
- Señal. Esta función es realizada por proteínas ubicadas en la membrana celular. Transmiten diferentes señales de una unidad a otra, y esto conduce a la comunicación entre tejidos. Ejemplos: citocinas, insulina, factores de crecimiento y otros.
- Transporte. Algunos tipos de proteínas y las funciones que realizan son simplemente vitales. Esto sucede, por ejemplo, con la proteína hemoglobina. Transporta el oxígeno de una célula a otra en la sangre. Para una persona, es insustituible.
- Repuesto o copia de seguridad. Dichos polipéptidos se acumulan en plantas y huevos de animales como fuente de nutrición y energía adicionales. Un ejemplo son las globulinas.
- Motivo. Una función muy importante, especialmente para los organismos y bacterias más simples. Después de todo, solo pueden moverse con la ayuda de flagelos o cilios. Y estos orgánulos, por su naturaleza, no son más que proteínas. Ejemplos de tales polipéptidos son los siguientes: miosina, actina, cinesina y otros.
Es obvio que las funciones de las proteínas en el cuerpo humano y otrosLos seres vivos son muy numerosos e importantes. Esto confirma una vez más que la vida en nuestro planeta es imposible sin los compuestos que estamos considerando.
Función protectora de las proteínas
Los polipéptidos pueden proteger contra diversas influencias: químicas, físicas, biológicas. Por ejemplo, si el cuerpo está en peligro en forma de virus o bacterias de naturaleza extraña, entonces las inmunoglobulinas (anticuerpos) entran en batalla con ellos, desempeñando un papel protector.
Si hablamos de efectos físicos, entonces la fibrina y el fibrinógeno, que están involucrados en la coagulación de la sangre, juegan un papel importante aquí.
Proteínas alimentarias
Los tipos de proteínas dietéticas son los siguientes:
- completo - aquellos que contienen todos los aminoácidos necesarios para el organismo;
- incompleto - aquellos en los que hay una composición de aminoácidos incompleta.
Sin embargo, ambos son importantes para el cuerpo humano. Sobre todo el primer grupo. Cada persona, especialmente durante los períodos de desarrollo intensivo (infancia y adolescencia) y la pubertad, debe mantener un nivel constante de proteínas en sí mismo. Después de todo, ya hemos considerado las funciones que realizan estas asombrosas moléculas, y sabemos que prácticamente ningún proceso, ninguna reacción bioquímica dentro de nosotros puede prescindir de la participación de los polipéptidos.
Por eso es necesario consumir la ingesta diaria de proteínas todos los días, que se encuentran en los siguientes productos:
- huevo;
- leche;
- requesón;
- carne y pescado;
- frijoles;
- soja;
- frijoles;
- cacahuetes;
- trigo;
- avena;
- lentejas y otros.
Si consume 0,6 g de un polipéptido por kg de peso al día, a una persona nunca le f altarán estos compuestos. Si durante mucho tiempo el cuerpo no recibe las proteínas necesarias, se produce una enfermedad, que tiene el nombre de inanición de aminoácidos. Esto conduce a graves trastornos metabólicos y, como resultado, a muchas otras dolencias.
Proteínas en una jaula
Dentro de la unidad estructural más pequeña de todos los seres vivos, las células, también hay proteínas. Además, realizan casi todas las funciones anteriores allí. En primer lugar, se forma el citoesqueleto de la célula, que consta de microtúbulos, microfilamentos. Sirve para mantener la forma, así como para el transporte interior entre orgánulos. Varios iones y compuestos se mueven a lo largo de moléculas de proteína, como a lo largo de canales o rieles.
El papel de las proteínas inmersas en la membrana y ubicadas en su superficie también es importante. Aquí realizan funciones tanto de receptor como de señal, participan en la construcción de la membrana misma. Hacen guardia, lo que significa que juegan un papel protector. ¿Qué tipos de proteínas en la célula se pueden atribuir a este grupo? Hay muchos ejemplos, aquí hay algunos.
- Actina y miosina.
- Elastina.
- Queratina.
- Colágeno.
- Tubulina.
- Hemoglobina.
- Insulina.
- Transcobalamina.
- Transferrina.
- Albúmina.
Hay varios cientosvarios tipos de proteínas que se mueven constantemente dentro de cada célula.
Tipos de proteínas en el cuerpo
Ellos, por supuesto, una gran variedad. Si trata de dividir de alguna manera todas las proteínas existentes en grupos, puede obtener algo como esta clasificación.
- Proteínas globulares. Estos son los que están representados por una estructura terciaria, es decir, un glóbulo densamente empaquetado. Ejemplos de tales estructuras son las siguientes: inmunoglobulinas, una proporción significativa de enzimas, muchas hormonas.
- Proteínas fibrilares. Son hilos estrictamente ordenados con la correcta simetría espacial. Este grupo incluye proteínas con estructura primaria y secundaria. Por ejemplo, queratina, colágeno, tropomiosina, fibrinógeno.
En general, muchas características pueden tomarse como base para clasificar las proteínas en el cuerpo. No hay nadie todavía.
Enzimas
Catalizadores biológicos de naturaleza proteica, que aceleran significativamente todos los procesos bioquímicos en curso. El metabolismo normal es simplemente imposible sin estos compuestos. Todos los procesos de síntesis y descomposición, ensamblaje de moléculas y su replicación, traducción y transcripción, y otros, se llevan a cabo bajo la influencia de un tipo específico de enzima. Ejemplos de estas moléculas son:
- oxidorreductasa;
- transferasas;
- catalasa;
- hidrolasas;
- isomerasa;
- lyases y otros.
Hoy en día, las enzimas se utilizan en la vida cotidiana. Entonces, en la producción de lavadoLos polvos a menudo usan las llamadas enzimas, que son catalizadores biológicos. Mejoran la calidad del lavado mientras observan el régimen de temperatura especificado. Se adhiere fácilmente a las partículas de suciedad y las elimina de la superficie de los tejidos.
Sin embargo, debido a su naturaleza proteica, las enzimas no toleran el agua demasiado caliente ni la proximidad de fármacos alcalinos o ácidos. De hecho, en este caso, se producirá el proceso de desnaturalización.
