¿cuál es la estructura de las proteínas?

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¿cuál es la estructura de las proteínas?

Estructura de las proteínas – primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria

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La estructura de las proteínas es la disposición tridimensional de los átomos en una molécula de cadena de aminoácidos. Las proteínas son polímeros -concretamente polipéptidos- formados por secuencias de aminoácidos, los monómeros del polímero. Un solo monómero de aminoácido también puede denominarse residuo, lo que indica una unidad repetitiva de un polímero. Las proteínas se forman mediante reacciones de condensación de los aminoácidos, en las que éstos pierden una molécula de agua por reacción para unirse entre sí mediante un enlace peptídico. Por convención, una cadena de menos de 30 aminoácidos suele identificarse como un péptido, en lugar de una proteína[1]. Para poder desempeñar su función biológica, las proteínas se pliegan en una o varias conformaciones espaciales específicas impulsadas por una serie de interacciones no covalentes, como los enlaces de hidrógeno, las interacciones iónicas, las fuerzas de Van der Waals y el empaquetamiento hidrofóbico. Para comprender las funciones de las proteínas a nivel molecular, suele ser necesario determinar su estructura tridimensional. Este es el tema del campo científico de la biología estructural, que emplea técnicas como la cristalografía de rayos X, la espectroscopia de RMN, la criomicroscopía electrónica (crio-EM) y la interferometría de doble polarización para determinar la estructura de las proteínas.

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Leucina

Las proteínas son los caballos de batalla de la célula. Prácticamente todo lo que ocurre en el interior de las células es resultado de la acción de las proteínas. Entre otras cosas, las enzimas proteicas catalizan la inmensa mayoría de las reacciones celulares, median en la señalización, dan estructura tanto a las células como a los organismos multicelulares y ejercen un control sobre la expresión de los genes. La vida, tal y como la conocemos, no existiría si no hubiera proteínas. La versatilidad de las proteínas se debe a sus variadas estructuras.

Las proteínas se fabrican uniendo aminoácidos, y cada proteína tiene una secuencia de aminoácidos característica y única. Para hacerse una idea de la diversidad de proteínas que pueden fabricarse utilizando 20 aminoácidos diferentes, considere que el número de combinaciones diferentes posibles con 20 aminoácidos es 20n, donde n=es el número de aminoácidos de la cadena. Resulta evidente que incluso un dipéptido formado por sólo dos aminoácidos unidos nos da 202 = 400 combinaciones diferentes. Si hacemos el cálculo para un péptido corto de 10 aminoácidos, llegamos a la enorme cifra de 10.240.000.000.000 de combinaciones. La mayoría de las proteínas son mucho más grandes que esto, lo que hace que el número posible de proteínas con secuencias de aminoácidos únicas sea inimaginablemente enorme.

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Péptidos

Las proteínas son moléculas grandes y complejas que desempeñan muchas funciones críticas en el organismo. Realizan la mayor parte del trabajo en las células y son necesarias para la estructura, función y regulación de los tejidos y órganos del cuerpo.

Las proteínas están formadas por cientos o miles de unidades más pequeñas llamadas aminoácidos, que se unen entre sí en largas cadenas. Hay 20 tipos diferentes de aminoácidos que pueden combinarse para formar una proteína. La secuencia de aminoácidos determina la estructura tridimensional única de cada proteína y su función específica. Los aminoácidos están codificados por combinaciones de tres bloques de construcción de ADN (nucleótidos), determinados por la secuencia de los genes.

Colágeno

Las proteínas son una de las moléculas orgánicas más abundantes en los sistemas vivos y tienen la gama de funciones más diversa de todas las macromoléculas. Las proteínas pueden ser estructurales, reguladoras, contráctiles o protectoras; pueden servir para el transporte, el almacenamiento o las membranas; o pueden ser toxinas o enzimas. Cada célula de un sistema vivo puede contener miles de proteínas diferentes, cada una con una función única. Sus estructuras, al igual que sus funciones, varían enormemente. Sin embargo, todas son polímeros de aminoácidos alfa, dispuestos en una secuencia lineal y conectados entre sí por enlaces covalentes.

Los principales componentes de las proteínas se denominan aminoácidos alfa (α).    Como su nombre indica, contienen un grupo funcional de ácido carboxílico y un grupo funcional de amina.    La denominación alfa se utiliza para indicar que estos dos grupos funcionales están separados entre sí por un grupo de carbono. Además de la amina y el ácido carboxílico, el carbono alfa también está unido a un hidrógeno y a un grupo adicional que puede variar en tamaño y longitud.    En el diagrama siguiente, este grupo se designa como grupo R.    En los organismos vivos hay 20 aminoácidos que se utilizan como bloques de construcción de proteínas.    Sólo se diferencian entre sí en la posición del grupo R. La estructura básica de un aminoácido se muestra a continuación:

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