Niveles Estructurales de las Proteínas: Reacciones, Fases Celulares y Procesos Biológicos

Niveles Estructurales de las Proteínas

1A. Estructura de las Proteínas

Las proteínas pueden presentar hasta cuatro niveles estructurales:

• Estructura primaria: Secuencia de aminoácidos que conforman la proteína, cuáles son y en qué orden. Esta estructura determina la función de la proteína. Está formada por un extremo N-inicial (grupo amino libre) y un extremo C-terminal (grupo carboxilo libre).
• Estructura secundaria: Disposición de la cadena de aminoácidos en el espacio. Se obtiene mediante la unión de aminoácidos (por síntesis proteica) y el giro de los enlaces no peptídicos, obteniendo una estructura espacial estable. Esta posee diferentes tipos determinados por los enlaces de hidrógeno que se pueden formar. Puede ser:
  • Estructura alfa hélice: Las proteínas giran sobre sí mismas con un giro dextrógiro por los enlaces de hidrógeno formados entre los extremos C-terminales y los extremos N-iniciales. Ejemplo: alfa queratina.
  • Hélice de colágeno: Posee una estructura similar a la de la alfa hélice, pero su giro es levógiro y se encuentra más distendida porque dos de los componentes del colágeno (prolina e hidroxiprolina) impiden la formación de puentes de hidrógeno. Las hélices de colágeno se agrupan de tres en tres formando superhélices de colágeno.
  • Conformación beta: No posee estructura helicoidal sino de zigzag debido a la ausencia de enlaces hidrógeno entre los aminoácidos próximos. Esta disposición da lugar a una cadena muy estable denominada de beta lámina plegada. Ejemplo: beta queratina.
• Estructura terciaria: La disposición que adopta en el espacio la estructura secundaria una vez se pliega sobre sí misma. Esta estructura aumenta la solubilidad de la proteína.
• Estructura cuaternaria: Formada por varias cadenas con estructura terciaria unidas por enlaces débiles. Cada una de las cadenas se conoce como protómero.

1B. Reacciones de Desnaturalización de Proteínas

Las experiencias que se realizarán serán reacciones de desnaturalización mediante las cuales la estructura terciaria o cuaternaria se pierde por ruptura de enlaces. Ejemplos:

• Variaciones en el pH: se añade ácido clorhídrico (proceso químico).
• Variando la polaridad: se añade una disolución hipersalina (proceso químico).
• Variaciones de temperatura (proceso físico).
• Agitando bruscamente el tubo de ensayo (proceso físico).

Procesos Metabólicos y División Celular

2A. Fermentación Láctica

Se trata de una fermentación láctica, mediante la cual se degrada la glucosa para obtener ácido láctico. El agente reductor en esta reacción es el NADH.

2B. Ecuación de la Fermentación Láctica

La reacción corresponde a la ecuación de la fermentación láctica:

Ácido pirúvico → (desprende CO₂) → Acetaldehído → (H⁺ + 2NADH → 2NAD⁺) → Etanol

2C. Glucólisis y Producción de Piruvato

El piruvato es un producto de la glucólisis (o ruta metabólica de Embden-Meyerhof) mediante la cual se transforma glucosa en dos moléculas de ácido pirúvico y se sintetizan dos moléculas de ATP. Se trata de una reacción catabólica debido a la producción de energía.

3A. Meiosis: Análisis de las Fases

En la gráfica partimos de una célula con una cantidad de ADN 2, que se encuentra en la fase G1 de la interfase (en el inicio) (fase A). En el periodo B, corresponde a la fase S de la interfase, en la que se duplica la cantidad de ADN. La fase D corresponde a la división celular producida en la primera división meiótica, durante la cual se vuelve a obtener la cantidad de ADN original. El periodo G es el estado de reposo final de la célula. Por tanto, identificamos este proceso como uno de meiosis.

3B. Fase G1 de la Interfase

La fase A corresponde a la fase G1 de la interfase durante la cual la célula duplica su tamaño para prepararse para la duplicación del ADN y se inicia la formación de los orgánulos.

Traducción y Síntesis de Proteínas

4A. Componentes del Proceso de Traducción

• A: Cadena polipeptídica
• B: Ribosoma
• C: Aminoácido
• D: ARN
• E: Anticodón
• F: ARNm
• G: Codón

4B. Etapas del Proceso de Traducción

Se trata del proceso de traducción que es el transporte de información del ARNm a la proteína (se convierte en la cadena de aminoácidos).

• Activación: Se trata de la unión de un aminoácido a su ARNt específico mediante la aminoacil ARNt sintetasa.
• Iniciación: El ARNm se une a la subunidad pequeña de los ribosomas mediante su extremo 5'.
• Elongación: El siguiente ARNt de la secuencia se une al ribosoma.
• Terminación: Ocurre cuando el ribosoma se encuentra con un codón de terminación UAA, UAG o UGA y se libera la cadena polipeptídica.

Inmunología y Enfermedades Infecciosas

5A. Hipersensibilidad y Alergias

Los pacientes han sufrido un caso de hipersensibilidad, que es la reacción excesiva del sistema inmunitario desencadenada por un antígeno inocuo o poco peligroso. También se conocen como alergias, y el antígeno, como alérgeno.

5B. Alérgenos y Respuesta Inmunitaria

Un alérgeno (antígeno o inmunógeno) es la sustancia capaz de desencadenar una respuesta inmunitaria. Más específicamente, los alérgenos son los responsables de las reacciones de hipersensibilidad (alergia).

5C. VIH y SIDA

El agente infeccioso VIH se trata de un retrovirus responsable de la enfermedad del SIDA (síndrome de inmunodeficiencia adquirida). Este se puede transmitir mediante relaciones sexuales o transmisión sanguínea.