Estructura de las Proteínas

Estructura Primaria

Se denomina estructura primaria a la secuencia de los aminoácidos en la cadena polipeptídica. El número, tipo y orden o la secuencia de los aminoácidos que constituyen la estructura primaria son distintos en cada proteína. Siempre existe un extremo con un aminoácido cuyo grupo amino está libre y otro extremo con un aminoácido con su grupo carboxilo libre. Por convenio, los aminoácidos de la cadena se numeran comenzando por el que posee el extremo amino libre.

En realidad, la estructura primaria constituye una cadena de planos articulados, pues, como se ha visto, los enlaces peptídicos no pueden girar y los átomos de carbono, nitrógeno y oxígeno que participan en ellos se sitúan en un mismo plano.

Estructura Cuaternaria

En ocasiones existe otro nivel estructural por encima del anterior. Esto ocurre únicamente cuando la proteína está constituida por más de una cadena polipeptídica, denominadas en este caso subunidades proteicas.

La estructura cuaternaria es, sencillamente, la disposición relativa que adoptan las subunidades proteicas entre sí. La unión entre ellas se realiza mediante los mismos tipos de enlaces que mantienen la estructura terciaria, establecidos esta vez entre las cadenas laterales de los aminoácidos de las distintas subunidades.

Tipos de Proteínas y sus Funciones

• Estructurales

  Algunas proteínas confieren resistencia y fuerza a los tejidos. El colágeno forma parte de los huesos y los tendones; la alfa-queratina constituye el pelo, las uñas y las plumas; y la elastina se encuentra en los ligamentos.

• De Reserva

  Los aminoácidos obtenidos de la hidrólisis de las proteínas pueden ser utilizados en procesos de obtención de energía. La ovoalbúmina es la principal proteína de la clara del huevo, y la caseína de la leche. En la mayoría de las semillas de las plantas existen proteínas que se utilizan durante la germinación.

• De Regulación

  Algunas proteínas actúan en la regulación de procesos metabólicos. En este grupo se encuentran algunas hormonas. La insulina es una hormona peptídica que favorece la absorción y utilización de la glucosa; el glucagón también es un péptido cuya función es estimular la degradación del glucógeno a glucosa en el hígado.

• Catalizadoras

  Las enzimas son las proteínas que controlan la velocidad de las reacciones que tienen lugar en los seres vivos. La lisozima cataliza la hidrólisis de los polisacáridos de la pared celular de algunas bacterias; la glucógeno-sintasa hace posible la síntesis de glucógeno a partir de glucosa.

• Defensivas

  Existen proteínas que actúan defendiendo a los organismos de otros organismos patógenos. Las inmunoglobulinas o anticuerpos reconocen y neutralizan a los agentes patógenos que infectan el organismo.

• Transportadoras

  Algunas proteínas se unen a otras sustancias para transportarlas a los diferentes tejidos. La hemoglobina de la sangre transporta oxígeno a los tejidos. Las lipoproteínas transportan lípidos.

• Contráctiles

  Existen proteínas que permiten a las células y los orgánulos contraerse y participar en distintos tipos de movimientos. La miosina y la actina permiten la contracción de los músculos; la tubulina forma los microtúbulos de los cilios y los flagelos.

Microfilamentos o Filamentos de Actina

Están formados por proteínas como la actina y la miosina, que pueden tener estructura globular o fibrosa. Los microfilamentos intervienen en las siguientes funciones:

• Intervienen en la contracción muscular. En las células musculares los filamentos de actina se asocian con la miosina y otras proteínas para producir la contracción muscular.
• Intervienen en la locomoción celular y en la fagocitosis, mediante la formación de pseudópodos. Los pseudópodos son prolongaciones dinámicas de la superficie celular que contienen actina; en el interior de los pseudópodos los filamentos de actina se disponen de forma ordenada, con sus extremos en crecimiento hacia el exterior.
• Producen corrientes citoplasmáticas o de ciclosis. En las células vegetales, las corrientes citoplasmáticas hacen girar el citoplasma alrededor de su vacuola central.
• Forman el anillo contráctil. Durante la división celular, se forma alrededor del ecuador de la célula, justo por debajo de la membrana plasmática, un haz de filamentos de actina y miosina, conocido con el anillo contráctil. El estrechamiento del anillo conducirá a la separación de las células hijas.
• Mantienen la estructura de las microvellosidades. Así, en el interior de las microvellosidades de las células del epitelio intestinal hay un haz muy organizado de filamentos paralelos de actina que mantienen su estructura rígida.
• Contribuyen a reforzar la membrana plasmática. Muchas células animales poseen una densa red de filamentos de actina, justo por debajo de la membrana plasmática. Esta red constituye la corteza celular que da fuerza mecánica a la superficie de la célula y le permite cambiar de forma y moverse.

Membrana Plasmática en Células Eucariotas: Estructura

La membrana plasmática es una estructura que rodea y limita completamente a la célula y constituye una “barrera” selectiva que controla el intercambio de sustancias desde el interior celular hacia el medio exterior circundante, y viceversa.

La membrana plasmática posee la misma estructura en todas las células. En cortes ultrafinos aparece como dos bandas oscuras separadas por una banda clara. Esta organización es común, además, al resto de las membranas biológicas constituyentes o limitantes de los orgánulos celulares, por lo que se denomina unidad de membrana (o membrana unitaria).

La estructura trilaminar observada en la unidad de membrana se corresponde con una bicapa lipídica con proteínas embebidas. Los lípidos se disponen en una bicapa con las zonas hidrófilas (grupos polares) hacia fuera, mientras que las zonas hidrófobas quedan enfrentadas hacia el interior. Las membranas presentan, por tanto, dos caras: una cara externa y una cara interna que, en el caso de la membrana plasmática, está en contacto con el citoplasma celular. Las proteínas pueden estar asociadas a la cara interna o externa, o ser transmembranales.

Cromosomas

Los cromosomas son estructuras cilíndricas que representan el grado más elevado de empaquetamiento del DNA y, por tanto, de la cromatina en la célula. Durante la metafase, cada cromosoma aparece constituido por dos brazos o cromátidas iguales, unidos por el centrómero.

Los centrómeros reciben también el nombre de constricciones primarias e incluyen los cinetocoros, placas de naturaleza proteica a las que están conectados los microtúbulos cromosómicos del huso mitótico. Según la posición del centrómero, los cromosomas se clasifican en metacéntricos, submetacéntricos, acrocéntricos y telocéntricos.

Los extremos de las cromátidas se denominan telómeros y en ellos se encuentran secuencias repetitivas de DNA que tiene como función evitar la pérdida de información genética.