Proteínas y ácidos nucleicos

PROTEÍNAS• Las proteínas son grandes moléculas formadas por la

unión de varios aminoácidos. Las proteínas cumplen una función esencial en el organismo de los seres vivos, pues están involucradas en todos los procesos biológicos que ocurren en el cuerpo.

• Las proteínas son esenciales para el crecimiento y son materia prima para la formación de los jugos digestivos, hormonas, proteínas plasmáticas, hemoglobina, vitaminas y enzimas. A su vez las proteínas participan en los procesos defensivos, pues los anticuerpos son proteínas de defensa natural contra infecciones o agentes extraños.

Proteínas simplesEstas proteínas se pueden clasificar en dos categorías según su forma:

Proteínas fibrosas•Como hebras, ya sean solas o en grupos•Generalmente poseen estructura secundaria•Insolubles en agua•Unidades estructurales o estructuras protectoras. Ex, la queratina en el cabello y la piel, algunas fibras vegetales, también en las cutículas. Además de algunos son de contracción como la miosina de los músculos y la elastina del tejido conjuntivo.

• Proteínas globulares• Las proteínas globulares se dividen en seis categorías y,

en general, estos son:• Casi redondeada en su contorno• Con la estructura terciaria o cuaternaria• En su mayoría solubles, si son pequeñas (disminuye la

solubilidad y aumenta la coagulabilidad con el calor con aumento de tamaño), por ejemplo, las enzimas

• La función enzimática y no enzimática.

• AlbúminasLas moléculas grandes, solución de sal neutra, soluble en agua y se

diluye, se coagula al calentarla. Por ejemplo, la beta-amilasa, la albúmina de huevo, la albúmina del suero sanguíneo, los granos de trigo (Triticum) y las semillas de ricino (Ricinus communis).

• GlobulinasLas moléculas grandes, neutrales, solubles en agua salada, se coagulan

al calentarse a altas temperaturas, por ejemplo, la a-amilasa, los anticuerpos en la sangre, las globulinas de suero, el fibrinógeno sanguíneo, los granos de trigo, semillas de ricino, mostazas, legumina y vicillin de los guisantes, el archin y cornarchin de los cacahuetes y la glicina de la soja.

• ProlaminasInsolubles en agua pero solubles en soluciones salinas y alcohol del 70-

80%, por ejemplo, la gliadina de trigo, la cebada y herdein de zeína de maíz. Estos están casi ausente en dicotyle-dones.

• Glutelinas

Insolubles en agua, pero solubles en un ácido débil o una base. Por ejemplo, el oryzenin de arroz y la hordenina en la cebada.

• Histonas

Moléculas pequeñas con más proteínas básicas, solubles en agua, pero no se coagulan fácilmente por el calor, por lo general se encuentran asociadas con los ácidos nucleicos, como en nucleoproteínas.

• Prolaminas

Contienen aminoácidos básicos, solubles en agua y no se coagulan con el calor.

Proteínas conjugadas• Estos complejos de proteínas y otras moléculas diferentes se

pueden dividir en siete tipos.• Nucleoproteínas (proteínas + ácidos nucleicos) se encuentran

en el núcleo (en su mayoría constituyen los cromosomas). Los ribosomas son partículas de ribonucleoproteínas en esencia.

• Las lipoproteínas (proteínas + lípidos) se encuentran en las membranas y las superficies de la membrana y toman parte en la organización de la membrana y sus funciones.

• Las glicoproteínas (proteínas + hidratos de carbono) juegan un papel importante en los sistemas de reconocimiento de las células y los mecanismos celulares de defensa contra los microorganismos. Se encuentran en la superficie de la membrana y en las paredes celulares.

• Cromoproteínas (proteínas + pigmentos) que se encuentra en flavoproteína, la hemoglobina, chloroplastin (con clorofila en tilacoides).

• Metaloproteínas son complejos de proteinas con elementos metálicos (Zn, Mn, Cu, Fe) como el Fe de la ferritina.

• Mucoproteínas (proteínas + muoild) están presentes en la saliva (mucina por ejemplo).

• Fosfoproteínas (proteína + fosfato) están presentes en la leche (por ejemplo, caseína), huevo (por ejemplo, vitelina), etc.

ÁCIDOS NUCLEICOS • Son compuestos orgánicos de elevado peso molecular,

formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Cumplen la importante función de sintetizar las proteínas específicas de las células y de almacenar, duplicar y transmitir los caracteres hereditarios. Los ácidos nucleídos, representados por el ADN (ácido desoxirribonucleico) y por el ARN (ácido ribonucleico), son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas nucleótidos

NUCLEOTIDOS

• Son moléculas compuestas por grupos fosfato, un monosacáridos de cinco carbonos (pentosa) y una base nitrogenada. Además de constituir los ácidos nucleídos forman parte de coenzimas y de moléculas que contienen energía. Los nucleótidos tienen importantes funciones, entre ellas el transporte de átomos en la cadena respiratoria mitocondrial, intervenir en el proceso de fotosíntesis, transporte de energía principalmente en forma de adenosin trifosfato (ATP) y transmisión de los caracteres hereditarios.

GRUPOS FOSFATO

Son los que dan la característica ácida al ADN y ARN. Estos ácidos nucleídos, al tener nucleótidos con un solo radical (monofosfato) son estables. Cuando el nucleótido contiene más grupos fosfato (difosfato, trifosfato) se vuelve inestable, como sucede con el adenosin trifosfato o ATP. En consecuencia, se rompe un enlace fosfato y se libera la energía que lo une al nucleótido. Los grupos fosfato forman parte de la bicapa lipídica de las membranas celulares.

BASES NITROGENADAS

• También hay dos tipos. Las derivadas de la purina son la adenina y la guanina y las que derivan de la pirimidina son la citosina, la timina y el uracilo.

Las bases nitrogenadas conocidas son:

• Adenina, presente en ADN y ARN• Guanina, presente en ADN y ARN• Citosina, presente en ADN y ARN• Timina, presente exclusivamente en el ADN• Uracilo, presente exclusivamente en el ARN

Estructura química de la Adenina

Estructura química de la Timina

Estructura química de la Citosina

Estructura química de la Guanina

Estructura química del Uracilo

Estructura química de la Ribosa

Estructura química del ácido fosfórico

CARACTERÍSTICAS DEL ADN

El ADN es bicatenario, está constituido por dos cadenas polinucleotídicas unidas entre sí en toda su longitud. Esta doble cadena puede disponerse en forma lineal (ADN del núcleo de las células eucarióticas) o en forma circular (ADN de las células procarióticas, así como de las mitocondrias y cloroplastos eucaríoticos). La molécula de ADN porta la información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un individuo y contiene los mensajes e instrucciones para que las células realicen sus funciones. Dependiendo de la composición del ADN (refiriéndose a composición como la secuencia particular de bases), puede desnaturalizarse o romperse los puentes de hidrógenos entre bases pasando a ADN de cadena simple.

ESTRUCTURAS ADN

• Estructura primaria. Una cadena de desoxirribonucleótidos (monocatenario) es decir, está formado por un solo polinucleótido, sin cadena complementaria. No es funcional, excepto en algunos virus.

• Estructura secundaria. Doble hélice, estructura bicentenario, dos cadenas de nucleótidos complementarias, antiparalelas, unidas entre sí por medio de las bases nitrogenadas por medio de puentes de hidrógeno. Está enrollada helicoidalmente en torno a un eje imaginario. Hay tres tipos:

• Doble hélice A, con giro dextrógiro, pero las vueltas se encuentran en un plano inclinado (ADN no codificante).

• Doble hélice B, con giro dextrógiro, vueltas perpendiculares (ADN funcional).

• Doble hélice Z, con giro levógiro, vueltas perpendiculares (no funcional); se encuentra presente en los parvovirus.

Características del ARN

• El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos constituyentes es ribosa en lugar de desoxirribosa, y que en lugar de las cuatro bases A, G, C, T, aparece A, G, C, U (es decir, uracilo en lugar de timina). Las cadenas de ARN son más cortas que las de ADN, aunque dicha característica es debido a consideraciones de carácter biológico, ya que no existe limitación química para formar cadenas de ARN tan largas como de ADN, al ser el enlace fosfodiéster químicamente idéntico. El ARN está constituido casi siempre por una única cadena (es monocatenario), aunque en ciertas situaciones, como en los ARNt y ARNr puede formar estructuras plegadas complejas y estables.

• Mientras que el ADN contiene la información, el ARN expresa dicha información, pasando de una secuencia lineal de nucleótidos, a una secuencia lineal de aminoácidos en una proteína. Para expresar dicha información, se necesitan varias etapas y, en consecuencia.

EXISTEN VARIOS TIPOS DE ARN:

• El ARN mensajero: se sintetiza en el núcleo de la célula, y su secuencia de bases es complementaria de un fragmento de una de las cadenas de ADN. Actúa como intermediario en el traslado de la información genética desde el núcleo hasta el citoplasma. Poco después de su síntesis sale del núcleo a través de los poros nucleares asociándose a los ribosomas donde actúa como matriz o molde que ordena los aminoácidos en la cadena proteica. Su vida es muy corta: una vez cumplida su misión, se destruye.

• El ARN de transferencia: existe en forma de moléculas relativamente pequeñas. La única hebra de la que consta la molécula puede llegar a presentar zonas de estructura secundaria gracias a los enlaces por puente de hidrógeno que se forman entre bases complementarias, lo que da lugar a que se formen una serie de brazos, bucles o asas. Su función es la de captar aminoácidos en el citoplasma uniéndose a ellos y transportándolos hasta los ribosomas, colocándolos en el lugar adecuado que indica la secuencia de nucleótidos del ARN mensajero para llegar a la síntesis de una cadena polipeptídica determinada y por lo tanto, a la síntesis de una proteína

• El ARN ribosómico: es el más abundante (80 por ciento del total del ARN), se encuentra en los ribosomas y forma parte de ellos, aunque también existen proteínas ribosómicas. El ARN ribosómico recién sintetizado es empaquetado inmediatamente con proteínas ribosómicas, dando lugar a las subunidades del ribosoma.