La estructura básica de las proteínas

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Sin las proteínas, los seres vivos no existirían. Las proteínas están implicadas en todos los aspectos de todo ser vivo. Muchas proteínas proporcionan estructura a las células; otras se unen y transportan moléculas importantes por todo el cuerpo. Algunas proteínas están involucradas en reacciones en el cuerpo cuando sirven como enzimas. Y otros están involucrados en la contracción muscular o en las respuestas inmunológicas.

Cadenas de aminoácidos

Todas las proteínas están compuestas de aminoácidos. Piense en los aminoácidos como vagones de tren que forman un tren entero llamado proteína. Las proteínas están formadas por aminoácidos, que se producen a partir de la información genética de una célula. Luego, los aminoácidos que se crean en la célula se unen en un cierto orden. Cada proteína está compuesta por un número y orden único de aminoácidos. La proteína que se crea tiene un trabajo específico que hacer o un tejido específico (como el tejido muscular) que crear.

La estructura de los aminoácidos es bastante simple. Cada aminoácido tiene un grupo amino en su núcleo con un grupo carboxilo y una cadena lateral unida. La cadena lateral (un compuesto químico) que se adjunta determina qué aminoácido es.

Una enzima es una proteína utilizada para acelerar la velocidad de una reacción química. Debido a que regulan la velocidad de las reacciones químicas, también se denominan catalizadores. Hay muchos, muchos, muchos, muchos tipos diferentes de enzimas, porque por cada reacción química que ocurre, se debe producir una enzima específica para esa reacción.

Los procesos metabólicos no ocurren automáticamente; necesitan enzimas. Y, una razón por la que usted debe consumir proteínas es para que pueda producir más enzimas para que sus procesos ocurran. Las reacciones químicas controlan el metabolismo y la vida de los seres vivos.

Las proteínas son cadenas largas de polipéptidos y, por lo tanto, también lo son las enzimas. Sin embargo, algunas enzimas contienen partes que no están compuestas de proteínas pero que ayudan a la enzima en su función. Estas se llaman coenzimas. Las vitaminas a menudo actúan como coenzimas. El nombre de una enzima usualmente refleja el nombre del químico sobre el cual la enzima actúa (es decir, el sustrato químico). Por ejemplo, una enzima que actúa sobre una grasa (la grasa es el sustrato) se llama lipasa (recuerde, labio = grasa).

Para actuar sobre un sustrato, una enzima debe contener un sitio activo. El sitio activo es el área de la enzima que permite que el sustrato y la enzima encajen (como las piezas de un rompecabezas). La forma en que las enzimas y los sustratos encajan a menudo se compara con la forma en que una llave encaja en una cerradura; la forma en que las enzimas inician las reacciones a menudo se conoce como el modelo de cerradura y llave. Una vez que el sustrato y la enzima están conectados, la enzima puede ponerse a trabajar.

Durante una reacción enzimática, el sustrato se cambia durante la reacción, y se forman nuevos productos durante la reacción, pero la enzima sale de todo esto sin cambios. Luego, la enzima deja la reacción para formar un complejo con un sustrato diferente y catalizar otra reacción. Los productos de la reacción continúan en su camino.

Las enzimas son capaces de catalizar una reacción tras otra millones de veces antes de que empiecen a desgastarse. Luego, el cuerpo crea más enzimas al sintetizar las cadenas de proteínas adecuadas a partir de los aminoácidos correctos.

Colágeno

El colágeno es la proteína más abundante en los animales con una columna vertebral (es decir, los animales vertebrados). Entre el 25 y el 33 por ciento de su peso corporal está compuesto de colágeno. Es una proteína fibrosa (estructural) que se encuentra en el tejido conectivo, que es todo el tejido que une los músculos a los huesos para permitir el movimiento y forma la piel que protege el tejido muscular.

El tejido conectivo incluye ligamentos, tendones, cartílagos, tejido óseo e incluso la córnea del ojo. Proporciona soporte en el cuerpo, y tiene una gran capacidad para ser flexible y resistente al estiramiento.

La capa inferior de la piel (llamada dermis) está compuesta principalmente de colágeno. Cuando se le quita la piel a un animal (piense en quitarle la piel a una pechuga de pollo), el colágeno permite que la piel sea arrancada sin desgarrar el tejido muscular que hay debajo. El colágeno (y otras proteínas fibrosas) está dispuesto en largas cadenas de polipéptidos que forman hojas.

Hemoglobina

La hemoglobina es un ejemplo de otro tipo importante de proteínas: las proteínas globulares. Las proteínas globulares sirven para una mayor variedad de funciones que las proteínas fibrosas. Por ejemplo, las proteínas globulares incluyen proteínas útiles como enzimas, anticuerpos y proteínas de transporte.

Estas proteínas, como su nombre indica, son globulares. Muchas proteínas globulares pueden cambiar su forma para encajar en áreas muy pequeñas (como un anticuerpo tendría que hacerlo para ir tras un virus), membranas celulares cruzadas (como una proteína de transporte tendría que hacerlo), y estar involucradas a nivel celular en reacciones químicas (como lo estaría una enzima).

La hemoglobina es una proteína de transporte que se encuentra en los glóbulos rojos: Transporta oxígeno por todo el cuerpo. Una molécula de hemoglobina tiene la forma de un trébol de cuatro hojas en 3-D sin tallo. Cada hoja del trébol representa una cierta cadena de proteínas. En el centro del trébol, pero tocando cada cadena de proteínas, se encuentra un grupo de hem. En el centro mismo de un grupo heme hay un átomo de hierro.

Cuando se produce un intercambio gaseoso entre los pulmones y una célula sanguínea, es el hierro el que se une (se adhiere) al oxígeno. Luego, el complejo de hierro y oxígeno se libera de la molécula de hemoglobina en el glóbulo rojo para que el oxígeno pueda atravesar las membranas celulares y entrar en cualquier célula del cuerpo.

Sin embargo, el átomo de hierro y la hemoglobina no se utilizan una sola vez. El hierro y la hemoglobina usualmente llevan el dióxido de carbono de regreso a los pulmones y lo depositan allí para que pueda ser exhalado. Cuando el glóbulo rojo que la hemoglobina llama “hogar” está listo para morir, el hierro es reciclado y es recogido por otro glóbulo rojo para ser incorporado en otra molécula de hemoglobina, o es excretado como desecho celular.

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