Un gran número de sustancias orgánicas que componen una célula viva se caracterizan por tener un gran tamaño molecular y son biopolímeros. Estos incluyen proteínas, que constituyen del 50 al 80% de la masa seca de toda la célula. Los monómeros de proteínas son aminoácidos que están unidos entre sí por enlaces peptídicos. Las macromoléculas de proteínas tienen varios niveles de organización y realizan una serie de funciones importantes en la célula: construcción, protección, catalítica, motor, etc. En nuestro artículo, consideraremos las características estructurales de los péptidos y también daremos ejemplos de proteínas globulares y fibrilares. que componen el cuerpo humano.
Formas de organización de las macromoléculas polipeptídicas
Los residuos de aminoácidos están conectados secuencialmente entre sí mediante fuertes enlaces covalentes llamadospéptido Son bastante fuertes y mantienen en un estado estable la estructura primaria de la proteína, que tiene forma de cadena. La forma secundaria ocurre cuando la cadena polipeptídica se retuerce en una hélice alfa. Se estabiliza mediante enlaces de hidrógeno emergentes adicionales. La configuración terciaria o nativa es de fundamental importancia, ya que la mayoría de las proteínas globulares en una célula viva tienen tal estructura. La espiral está empaquetada en forma de esfera o glóbulo. Su estabilidad se debe no solo a la aparición de nuevos enlaces de hidrógeno, sino también a la formación de puentes disulfuro. Surgen debido a la interacción de los átomos de azufre que componen el aminoácido cisteína. Las interacciones hidrofílicas e hidrofóbicas entre grupos de átomos dentro de la estructura peptídica juegan un papel importante en la formación de la estructura terciaria. Si una proteína globular se combina con las mismas moléculas a través de un componente no proteico, por ejemplo, un ion metálico, surge una configuración cuaternaria, la forma más alta de organización del polipéptido.
Proteínas fibrilares
Las funciones contráctiles, motoras y de construcción en la célula son realizadas por proteínas, cuyas macromoléculas parecen hilos delgados: fibrillas. Los polipéptidos que componen las fibras de la piel, el cabello y las uñas se clasifican como especies fibrilares. Los más famosos son el colágeno, la queratina y la elastina. No se disuelven en agua, pero pueden hincharse en ella, formando una masa pegajosa y viscosa. Los péptidos de estructura lineal también forman parte de los filamentos del huso de fisión, formando el aparato mitótico de la célula. Ellos sonadherirse a los cromosomas, contraerlos y estirarlos hacia los polos de la célula. Este proceso se observa en la anafase de la mitosis, la división de las células somáticas del cuerpo, así como en las etapas de reducción y ecuacionales de la división de las células germinales, la meiosis. A diferencia de la proteína globular, las fibrillas pueden estirarse y contraerse rápidamente. Los cilios de ciliados-zapatos, los flagelos de euglena verde o algas unicelulares - chlamydomonas se construyen a partir de fibrillas y realizan las funciones de movimiento en los organismos más simples. La contracción de las proteínas musculares, la actina y la miosina, que forman parte del tejido muscular, determinan los diversos movimientos de los músculos esqueléticos y mantienen el esqueleto muscular del cuerpo humano.
Estructura de proteínas globulares
Péptidos - transportadores de moléculas de varias sustancias, proteínas protectoras - inmunoglobulinas, hormonas - esta es una lista incompleta de proteínas, cuya estructura terciaria tiene la forma de una bola - glóbulos. Hay ciertas proteínas en la sangre que tienen ciertas áreas en su superficie: centros activos. Con su ayuda, reconocen y se unen a sí mismos las moléculas de sustancias biológicamente activas producidas por las glándulas de secreción mixta e interna. Con la ayuda de proteínas globulares, las hormonas de la tiroides y las glándulas sexuales, las glándulas suprarrenales, el timo y la glándula pituitaria se envían a ciertas células del cuerpo humano, equipadas con receptores especiales para su reconocimiento.
Polipéptidos de membrana
El modelo de mosaico fluido de la estructura de las membranas celulares se adapta mejor a sus importantes funciones: barrera,receptor y transporte. Las proteínas que contiene realizan el transporte de iones y partículas de determinadas sustancias, como glucosa, aminoácidos, etc. Las propiedades de las proteínas transportadoras globulares se pueden estudiar tomando como ejemplo la bomba sodio-potasio. Realiza la transición de iones de la célula al espacio intercelular y viceversa. Los iones de sodio se mueven constantemente hacia el centro del citoplasma celular y los cationes de potasio se mueven constantemente fuera de la célula. La violación de la concentración deseada de estos iones conduce a la muerte celular. Para prevenir esta amenaza, se construye una proteína especial en la membrana celular. La estructura de las proteínas globulares es tal que transportan los cationes Na+ y K+contra un gradiente de concentración utilizando la energía del ácido trifosfórico de adenosina.
Estructura y función de la insulina
Proteínas solubles de estructura esférica, que se encuentran en forma terciaria, actúan como reguladores del metabolismo en el cuerpo humano. La insulina es producida por las células beta de los islotes de Langerhans y controla los niveles de glucosa en sangre. Consiste en dos cadenas polipeptídicas (formas α y β) conectadas por varios puentes disulfuro. Estos son enlaces covalentes que surgen entre las moléculas del aminoácido que contiene azufre, la cisteína. La hormona pancreática consiste principalmente en una secuencia ordenada de unidades de aminoácidos organizadas en forma de hélice alfa. Una pequeña parte tiene la forma de una estructura β y residuos de aminoácidos sin orientación estricta en el espacio.
Hemoglobina
Un ejemplo clásico de péptidos globularesLa proteína en la sangre que causa el color rojo de la sangre es la hemoglobina. La proteína contiene cuatro regiones polipeptídicas en forma de hélices alfa y beta, que están conectadas por un componente no proteico: el hemo. Está representado por un ion de hierro que une cadenas polipeptídicas en una confirmación relacionada con la forma cuaternaria. Las partículas de oxígeno se unen a la molécula de proteína (en esta forma se llama oxihemoglobina) y luego se transportan a las células. Esto asegura el curso normal de los procesos de disimilación, ya que para obtener energía, la célula oxida las sustancias orgánicas que han entrado en ella.
Papel de las proteínas sanguíneas en el transporte de gases
Además del oxígeno, la hemoglobina también puede unir dióxido de carbono. El dióxido de carbono se produce como subproducto de las reacciones celulares catabólicas y debe eliminarse de las células. Si el aire inhalado contiene monóxido de carbono - monóxido de carbono, puede formar un fuerte enlace con la hemoglobina. En este caso, una sustancia tóxica incolora e inodora en el proceso de respiración penetra rápidamente en las células del cuerpo y causa envenenamiento. Particularmente sensibles a las altas concentraciones de monóxido de carbono son las estructuras del cerebro. Hay parálisis del centro respiratorio ubicado en el bulbo raquídeo, lo que lleva a la muerte por asfixia.
En nuestro artículo, examinamos la estructura, la estructura y las propiedades de los péptidos, y también brindamos ejemplos de proteínas globulares que realizan varias funciones importantes en el cuerpo humano.
