5.15: La producción de una proteína

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Las proteínas son una de las moléculas orgánicas más abundantes en los sistemas vivos y tienen una gama de funciones increíblemente diversa. Las proteínas se utilizan para:

Construir estructuras dentro de la célula (como el citoesqueleto)
Regular la producción de otras proteínas mediante el control de la síntesis de proteínas
Deslízate a lo largo del citoesqueleto para causar contracción muscular
Transportar moléculas a través de la membrana celular
Acelere las reacciones químicas (enzimas)
Actuar como toxinas

Cada célula en un sistema vivo puede contener miles de proteínas diferentes, cada una con una función única. Sus estructuras, al igual que sus funciones, varían mucho. Todos son, sin embargo, polímeros de aminoácidos, dispuestos en una secuencia lineal (Figura\(\PageIndex{1}\)).

Las funciones de las proteínas son muy diversas porque están compuestas por 20 aminoácidos diferentes químicamente distintos que forman cadenas largas, y los aminoácidos pueden estar en cualquier orden. La función de la proteína depende de la forma de la proteína. La forma de una proteína está determinada por el orden de los aminoácidos. Las proteínas suelen tener cientos de aminoácidos de largo y pueden tener formas muy complejas porque ¡hay tantos pedidos posibles diferentes para los 20 aminoácidos!

El diagrama muestra los niveles de estructura proteica. — **Figura\(\PageIndex{1}\):** Estructura proteica. Las bolas coloreadas en la parte superior de este diagrama representan diferentes aminoácidos. Los aminoácidos son las subunidades que se unen entre sí por el ribosoma para formar una proteína. Esta cadena de aminoácidos luego se pliega para formar una estructura 3D compleja. (Crédito: Señora de los Sombreros de Wikipedia; dominio público)

Contrario a lo que puedas creer, las proteínas no suelen ser utilizadas como fuente de energía por las células. La proteína de su dieta se descompone en aminoácidos individuales que son reensamblados por sus ribosomas en proteínas que sus células necesitan. Los ribosomas no producen energía.

alimentos que contienen proteínas — **Figura\(\PageIndex{2}\):** Ejemplos de alimentos que contienen altos niveles de proteína. (“Proteína” del Instituto Nacional del Cáncer es de Dominio Público)

La información para producir una proteína está codificada en el ADN de la célula. Cuando se produce una proteína, se hace una copia del ADN (llamada ARNm) y esta copia se transporta a un ribosoma. Los ribosomas leen la información en el ARNm y usan esa información para ensamblar aminoácidos en una proteína. Si la proteína va a ser utilizada dentro del citoplasma de la célula, el ribosoma que crea la proteína flotará en libertad en el citoplasma. Si la proteína va a ser dirigida al lisosoma, convertirse en un componente de la membrana plasmática, o ser secretada fuera de la célula, la proteína será sintetizada por un ribosoma localizado en el retículo endoplásmico rugoso (RER). Después de ser sintetizada, la proteína será transportada en una vesícula desde el RER hasta la cara cis del Golgi (el lado orientado hacia el interior de la célula). A medida que la proteína se mueve a través del Golgi, se puede modificar. Una vez completada la proteína modificada final, sale del Golgi en una vesícula que brota de la cara trans. A partir de ahí, la vesícula puede dirigirse a un lisosoma o dirigirse a la membrana plasmática. Si la vesícula se fusiona con la membrana plasmática, la proteína pasará a formar parte de la membrana o será expulsada de la célula.

diagrama de célula eucariota con orgánulos marcados — **Figura\(\PageIndex{3}\):** Diagrama de una célula eucariota. (Crédito de la foto: Mediran, Wikimedia. 14 ago 2002)

Insulina

La insulina es una hormona proteica que es producida por células específicas dentro del páncreas llamadas células beta. Cuando las células beta perciben que los niveles de glucosa (azúcar) en el torrente sanguíneo son altos, producen proteína insulina y la secretan fuera de las células hacia el torrente sanguíneo. La insulina indica a las células que absorban el azúcar del torrente sanguíneo. Las células no pueden absorber azúcar sin insulina. La proteína insulina se produce primero como una cadena inmadura e inactiva de aminoácidos (preproinsulina — ver Figura\(\PageIndex{4}\)). Contiene una secuencia señal que dirige la proteína inmadura al retículo endoplásmico rugoso, donde se pliega en la forma correcta. La secuencia de dirección se corta entonces de la cadena de aminoácidos para formar proinsulina. Esta proteína recortada y plegada se envía luego al Golgi dentro de una vesícula. En el Golgi, se recortan más aminoácidos (cadena C) de la proteína para producir la insulina madura final. La insulina madura se almacena dentro de vesículas especiales hasta que se recibe una señal para que se libere al torrente sanguíneo.

Consulta\(\PageIndex{1}\)

Referencias

A menos que se indique lo contrario, las imágenes de esta página están bajo licencia CC-BY 4.0 de OpenStax.

Texto adaptado de: OpenStax, Conceptos de Biología. OpenStax CNX. mayo 18, 2016 http://cnx.org/contents/b3c1e1d2-839...9a8aafbdd@9.10