Fundamentos de las Biomoléculas: Proteínas, Agua, Nucleótidos y Lípidos Esenciales

Las Proteínas: Funciones, Propiedades y Estructura

Funciones de las Proteínas

Las proteínas desempeñan una variedad crucial de funciones biológicas:

• Transporte de moléculas: (hemoglobina, hemocianina, lipoproteínas, etc.)
• Estructural: (histonas, colágeno, elastina, queratina, etc.)
• Movimiento: (actina, miosina, etc.)
• Regulación hormonal: (insulina, etc.)
• Catalizadores (Enzimas): Suelen acabar en -asa (hidrogenasa, polimerasa, etc.)
• Fuente de energía: 4,1 kcal/g (solo cuando es necesario debido a falta de hidratos de carbono y lípidos)
• De reserva: (ovoalbúmina, caseína, etc.)
• Función homeostática: (sistemas tampón, etc.)
• Defensa: (inmunoglobulinas, fibrinógeno, trombina, etc.)
• Reguladoras: Controlan la replicación del ADN, transcripción, etc.
• Reconocimiento de señales químicas: La superficie celular alberga un gran número de proteínas encargadas del reconocimiento de señales químicas de muy diverso tipo (receptores hormonales).

Propiedades de las Proteínas

1. Especificidad: Relacionada con enzimas y las inmunoglobulinas. Importante en estudios filogenéticos.
2. Solubilidad: Son más solubles si presentan aminoácidos (aa) apolares. Las proteínas globulares son solubles, mientras que las fibrosas son insolubles.
3. Desnaturalización: Pérdida de la función biológica. Puede ser reversible o irreversible debido a cambios de pH, cambios de temperatura (T) y cambios en la salinidad.

Clasificación según Estructura

• Globulares: Esféricas y solubles (globulinas).
• Fibrosas (Fibriales): Alargadas e insolubles (queratina).

Estructura de las Proteínas

La estructura de las proteínas se define en cuatro niveles:

• Primaria: Es la secuencia lineal de aminoácidos (aa) en la cadena polipeptídica. Cada proteína tiene una secuencia con un orden y tipo de aa concretos.
• Secundaria: Plegamiento estable. Incluye hélices y láminas, estabilizadas principalmente por puentes de hidrógeno (Puentes H).
• Terciaria: La proteína es activa. Estabilizada por puentes disulfuro, fuerzas electrostáticas, puentes de hidrógeno, fuerzas de Van der Waals (VdW) e interacciones hidrofóbicas.
• Cuaternaria: Solo se presenta cuando la proteína está formada por más de una cadena polipeptídica.

El Agua y sus Propiedades Físico-Químicas

Electronegatividad y Naturaleza Dipolar

Electronegatividad: Magnitud que mide la capacidad relativa de los átomos para atraer a los pares de electrones de los enlaces. El agua es un disolvente universal debido a su naturaleza dipolar.

Propiedades del Agua

• A temperatura ambiente, el agua es líquida. Esto hace que sea un excelente vehículo de transporte (sangre, linfa, etc.).
• Alta tensión superficial: Las moléculas de la superficie del agua están muy unidas (cohesión), aunque esta cohesión se puede romper con jabones, permitiendo la mezcla de grasas.
• Su reducida viscosidad favorece el desplazamiento (lubricación) de órganos (músculos, articulaciones, etc.).
• Es un líquido incompresible; su volumen no disminuye.

Otros Componentes Biológicos Esenciales

Nucleótidos

• ATP, ADP: Acumulan y donan energía (E). Al romperse, liberan la misma energía.
• AMPc: Segundo mensajero.
• UDP: Transportador de monosacáridos.

Lípidos sin Terpenos

Incluyen aromas vegetales, fital, escualeno y pigmentos (xantofilas, licopeno), así como el caucho.

Esteroides

Colesterol, hormonas sexuales (sx), ácidos biliares y provitamina D. La provitamina D, con luz UV, se convierte en vitamina D3, que regula el metabolismo.

Prostaglandinas

Participan en procesos piréticos (relacionados con la fiebre e inflamación).