Definición de Proteínas

Viviana Villamil Ramírez
Lic. en Biología y Química. M.Sc. en Procesos Biotecnológicos

1. Macromolécula compleja que se encuentra en todos los seres vivos. Está formado por la unión de miles de aminoácidos y su definición acompaña la función que desempeñará en el organismo.

2. Nutriente fundamental en la dieta de todos los seres heterótrofos (aquellos que necesitan alimentarse de otros seres).

Referencia original en el artículo de Mulder, 1838, a quien se le atribuye el término

Etimología: Por el francés protéine, definido por el químico holandés Gerardus Johannes Mulder, 1838, en su trabajo Sobre la composición de algunas sustancias animales, publicado en el Bulletin des Sciences Physiques, Néerlande. Construido sobre el griego πρωτεῖος (prōteîos), en el sentido de ‘principal’, ‘esencial’, ‘primera calidad’, formado sobre πρῶτος (prōtos), en cuanto ‘primero’, y el sufijo -εῖος, en función de la adjetivación; en conjugación con el sufijo -ina, en atribución de propiedades químicas.

Cat. gramatical: Sustantivo fem.
En sílabas: pro-te-í-na/s.

Proteínas

Las proteínas constituyen macromoléculas cuya presencia y existencia representa la más abundante de las células, compuestas por subunidades denominadas aminoácidos que se vinculan entre sí mediante enlaces covalentes. Los aminoácidos más recurrentes son veinte en total, todos presentan un grupo carboxilo (Figura 1) y uno amino (Figura 2) unidos a un átomo de carbono y se diferencian entre ellos por sus cadenas laterales (Figura 3).

En la mayoría de los aminoácidos el carbono α se presenta unido a cuatro grupos: 1) de carboxilo, 2) de amino, 3) una cadena lateral R y, también, 4) un átomo de Hidrógeno, clasificándose, de este modo, como un carbono quiral. Los aminoácidos se pueden organizar en 5 clases, dependiendo de su polaridad, desde totalmente insoluble en agua (apolar) hasta totalmente soluble en agua (polar), los cuales son: 1) R apolares alifáticos, 2) R aromáticos, 3) R polares sin carga, 4) R cargados positivamente, y 5) R cargados negativamente.

Los aminoácidos esenciales son aquellos que no se pueden producir en un organismo, hablando específicamente del cuerpo humano, solo pueden ingerir a partir de la dieta y entre ellos se encuentran: Fenilalanina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metionina, Treonina, Triptófano, Valina, Arginina e Histidina.

Dos aminoácidos pueden unirse y formar un dipéptido, este enlace peptídico se forma por deshidratación, como se muestra en la figura 4 y ocurre normalmente en las células vivas. Tres, cuatro, cinco y muchos más aminoácidos pueden enlazarse y cuando ocurre con pequeñas cantidades de aminoácidos se denominan oligopéptidos y cuando son muchos aminoácidos se denominan polipéptidos. En la figura 5 se muestra la estructura de un pentapéptido (péptido de cinco aminoácidos).

Los péptidos contienen un grupo amino y un grupo carboxilo libres, como se muestra en la figura 4. En el extremo izquierdo se puede apreciar el grupo amino y en el extremo derecho el grupo carboxilo.

Diversas hormonas de vertebrados son péptidos pequeños (oligopéptidos) como la oxitocina, algunos venenos de hongos como la amanitina también son péptidos pequeños. La hemoglobina de la sangre es una proteína formada por cuatro unidades polipeptídicas, siendo una proteína con un tamaño mayor a los mencionados anteriormente.

Para trabajar con una proteína, es necesario separarla de las demás utilizando procesos de separación y purificación como la diálisis, la cromatografía de columna, la cromatografía de intercambio iónico, la cromatografía de exclusión molecular, cromatografía de afinidad, un método moderno de purificación es la cromatografía líquida de alta resolución, electroforesis.

Estructuras de las proteínas

Todas las proteínas están formadas con una estructura química principal, la cual consiste en una cadena lineal de aminoácidos que puede presentar diferentes conformaciones en el espacio puesto que el polímero puede sufrir un plegamiento. Con base en lo anterior, se pueden presentar cuatro estructuras de las proteínas; la primaria, la secundaria, la terciaria y la cuaternaria.

Estructura primaria: Consiste en la secuencia de aminoácidos que conforman el péptido y el orden en que estos están unidos.

Estructura secundaria: En esta estructura, la cadena principal sufre un plegamiento, gracias a la formación de puentes de Hidrógeno.

Estructura terciaria: En esta estructura, la cadena adopta una estructura tridimensional y evidencia las propiedades biológicas de la proteína. En esta estructura se pueden involucrar uniones como puentes disulfuro, fuerzas electrostáticas, puentes de Hidrógeno, interacciones hidrofóbicas y fuerzas dipolo-dipolo.

Estructura terciaria: Esta estructura se presenta cuando la proteína cuenta con un más de una cadena polipeptídica. Estas cadenas se asocian entre si por enlaces no covalentes.

En la figura 6 se pueden apreciar las 4 estructuras de las proteínas, respectivamente.

Las proteínas, también pueden asociarse con otras biomoléculas y formar compuestos de orden superior, como el peptidoglicano (compuesto que conforma las paredes bacterianas), las lipoproteínas (proteínas que conforman las membranas biológicas), también pueden formar ribosomas, nucleosomas o virus.

Las proteínas pueden sufrir un proceso llamado desnaturalización, en donde la estructura terciaria se altera por los rompimientos de los puentes que permiten la formación de dicha estructura. Esto puede ser originado por cambios en la temperatura, variaciones del pH, entre otros.

Las proteínas se pueden clasificar en: globulares, fibrosas, proteínas conjugadas, glucoproteínas, lipoproteínas, nucleoproteínas y cromoproteínas.

Las proteínas globulares doblan sus cadenas de manera esférica y entre ellas se encuentran muchas enzimas, hormonas y proteínas de transporte. Las proteínas fibrosas, presentan estructura secundaria y son insolubles en agua, un ejemplo de estas es el colágeno. Las proteínas conjugadas, están formadas por un grupo proteico y por otro grupo no proteico, entre ellas se encuentran la hemoglobina y los anticuerpos.

Proteínas con actividad biológica, y sus particularidades

Como explicado, los aminoácidos son solo de 20 tipos distintos y la forma en que se combinan da origen a cada una de las miles de variedades de proteínas. Las distintas combinaciones posibles de los aminoácidos están codificadas en el ADN bajo la forma de genes. Algunos aminoácidos además de provenir de la alimentación pueden ser producidos por el organismo, otro grupo son obtenidos solo con los alimentos, por lo que son llamados aminoácidos esenciales.

Las proteínas pueden ser de varios tipos según las funciones que cumplen en el organismo, y se puede distinguir, por ejemplo, entre proteínas estructurales y proteínas con actividad biológica. Las proteínas que consumimos en la dieta pueden ser de cualquiera de los dos tipos, independientemente de su origen se consideran proteínas alimentarias, el valor nutritivo de las proteínas viene dado por la mayor o menor presencia de los aminoácidos esenciales en su composición.

Las proteínas estructurales son aquellas que intervienen en la constitución de los tejidos, como es el caso del colágeno, que se encuentra formando parte de la piel, ligamentos, tendones, hueso y matriz de varios órganos. En cambio, las proteínas con actividad biológica son aquellas que intervienen o facilitan un proceso bioquímico en el organismo, al intervenir en varias funciones básicas, como lo son:

Catalizadores, aquí interviene el tipo más abundante de proteínas, las enzimas, sustancias que tienen como función permitir o acelerar un proceso bioquímico, un ejemplo de esto son las enzimas digestivas, necesarias para la digestión de los alimentos con el fin de obtener a partir de ellos los diversos nutrientes.

Defensas, un importante tipo de proteínas son las que intervienen en las funciones de defensa del organismo llamadas inmunoglobulinas, son conocidas comúnmente como anticuerpos.

Mensajeros, otro grupo de proteínas cumplen una importante misión como mensajeros químicos para activar o inhibir procesos tanto en lugares cercanos como distantes al sitio en el que se producen, este es el caso de las hormonas (como la insulina) y los neurotransmisores.

Genética, otro importante papel de las proteínas es en la transmisión de la información genética, al actuar en los procesos de replicación del ADN y síntesis de otras proteínas a partir de la información allí codificada.

Actividad mecánica, dos proteínas son fundamentales para poder llevar a cabo los movimientos, ellas son la actina y la miosina presentes en el musculo esquelético al que le confieren su capacidad de contracción.

Transporte, varias proteínas intervienen en el transporte de diversas sustancias en la sangre, tal es el caso de la hemoglobina, proteína encargada de llevar oxigeno a los tejidos y recoger el dióxido de carbono producido para llevarlo a los pulmones en donde ocurre su eliminación; otra importante proteína plasmática es la albúmina importante regulador de la presión coloidosmotica de la sangre lo cual es necesario para mantener el agua en el compartimiento vascular evitando que se filtre a los tejidos, otra importante función de la albumina es transportar diversas sustancias, entre ellas los medicamentos.

Por: Viviana Villamil Ramírez. Licenciada en Biología y Química de la Universidad de Caldas. Maestra en Ciencias en Procesos Biotecnológicos de la Universidad de Guadalajara.

Art. actualizado: Julio 2023; sobre el original de febrero, 2010.

Datos para citar en modelo APA: Villamil Ramírez, V. (Julio 2023). Definición de Proteínas. Significado.com. Desde https://significado.com/proteinas/