Fundamentos de las Proteínas: Estructura, Función y Desnaturalización

Introducción a las Proteínas

Las proteínas son cadenas polipeptídicas, formadas por muchos aminoácidos, secuenciados de una forma definida que les confiere la función y la estructura primaria. Las proteínas son, en resumen, biopolímeros de aminoácidos y su presencia en los seres vivos es indispensable para el desarrollo de los procesos vitales.

Niveles Estructurales de las Proteínas

La función de una proteína depende directamente de su secuencia y de la forma que esta adopte.

Estructura Primaria

La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran.

Estructura Secundaria

La estructura secundaria es la disposición espacial de la secuencia de aminoácidos. Los aminoácidos, a medida que son enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable.

Estructura Terciaria

La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí mismo, originando una conformación globular. Es la estructura primaria la que determina la secundaria y, por lo tanto, la terciaria. Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y permite realizar funciones vitales como:

• Transporte
• Enzimáticas
• Hormonales
• Estructurales

Estructura Cuaternaria

La estructura cuaternaria informa de la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes), de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero. El número de protómeros varía:

• Dos, como en la hexoquinasa.
• Cuatro, como en la hemoglobina.
• Muchos, como la cápsida del virus de la poliomielitis (sesenta unidades proteicas).

Funciones Biológicas

Las proteínas determinan la forma y la estructura de las células y dirigen casi todos los procesos vitales. Sus funciones son específicas y permiten a las células mantener su integridad, defenderse de agentes externos, reparar daños, controlar y regular funciones.

Todas las proteínas realizan su función por unión selectiva a moléculas. Las proteínas estructurales se agregan a otras moléculas de la misma proteína para originar una estructura mayor. Otras proteínas se unen a moléculas distintas, por ejemplo:

• Los anticuerpos se unen a los antígenos específicos.
• La hemoglobina se une al oxígeno.
• Las enzimas se unen a sus sustratos.
• Los reguladores de la expresión genética se unen al ADN.
• Las hormonas se unen a sus receptores específicos.

Métodos de Detección

Reacción de Biuret

La reacción de Biuret permite reconocer experimentalmente el enlace característico de las proteínas (el enlace peptídico). Da positivo con un color violeta, indicando la presencia de proteínas.

Desnaturalización Proteica

La desnaturalización ocurre cuando las proteínas pierden su estructura tridimensional (conformación espacial) y, por ende, el característico plegamiento de su estructura.

Ejemplo: La clara de huevo, si se trata con calor, se desnaturaliza, rompiendo su estructura cuaternaria, terciaria y secundaria.

Efectos en las Estructuras

La desnaturalización implica la alteración de los niveles estructurales superiores:

• Estructura Cuaternaria: Las subunidades de proteínas se separan o su posición espacial se altera.
• Estructura Terciaria: Implica la interrupción de enlaces covalentes y enlaces no covalentes (dipolo-dipolo).
• Estructura Secundaria: Las proteínas pierden todos los patrones de repetición regulares (como las hélices alfa) y adoptan formas aleatorias.

Es fundamental destacar que la estructura primaria, la secuencia de aminoácidos ligados por enlaces peptídicos, no es interrumpida por la desnaturalización.