18.2: Las proteínas y sus funciones- Una visión general
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- Describir las diferentes clases estructurales de proteínas.
- Comprender los diferentes roles funcionales de las proteínas.
La capacidad de servir una variedad de funciones es característica de la mayoría de las biomoléculas. En ninguna parte se ejemplifica mejor esta versatilidad que por las proteínas. Quizás por sus múltiples funciones, las proteínas son las moléculas orgánicas más abundantes en las células vivas, constituyendo más del 50 por ciento de la masa una vez que se elimina el agua. Se estima que el cuerpo humano contiene más de un millón de tipos diferentes de proteínas, e incluso un organismo unicelular contiene miles. Cada uno de estos es un polímero de aminoácidos que tiene una composición altamente específica, un peso molecular único (generalmente en el rango de 6000 a 1 000 000) y su propia secuencia de diferentes aminoácidos a lo largo de la cadena polimérica.
Las proteínas pueden subdividirse en función de su forma molecular o conformación. En las proteínas fibrosas, las cadenas poliméricas largas están dispuestas paralelas o casi paralelas entre sí para dar fibras o láminas largas. Esta disposición da como resultado materiales físicamente duros que no se disuelven en agua. Las proteínas fibrosas son componentes fundamentales de los tejidos estructurales como tendones, hueso, pelo, cuerno, cuero, garras y plumas.
Por el contrario, las cadenas poliméricas de las proteínas globulares se pliegan sobre sí mismas para producir formas compactas, casi esféricas. La mayoría de las proteínas globulares son solubles en agua y por lo tanto son relativamente móviles dentro de una célula. Algunos ejemplos son enzimas, anticuerpos, hormonas, toxinas y sustancias como la hemoglobina cuya función es transportar moléculas simples o incluso electrones de un lugar a otro. La enzima tripsina, es una proteína globular típica.
Otra clase de proteínas son las proteínas de membrana, que, como su nombre sugiere, residen en la membrana bicapa lipídica de una célula. Dichas proteínas pueden actuar como canales para iones u otras moléculas incapaces de pasar a través de la bicapa lipídica; como transductores de señal, capaces de responder a moléculas de señal en un lado de una membrana para comenzar una respuesta molecular en el otro lado de la membrana; o como anclajes de otras moléculas a la membrana celular, para nombrar algunos ejemplos de función de la proteína de membrana. Debido a que estas proteínas interactúan con porciones no polares de la bicapa lipídica, no mantienen la función y la estructura en una solución acuosa, haciéndolas mucho más difíciles de estudiar que las proteínas globulares o las proteínas fibrosas.
Las proteínas también se clasifican en función de su función como se enumera en la Tabla\(\PageIndex{1}\) siguiente. Como verás en los siguientes capítulos, la estructura y función de una proteína están directamente relacionadas, es decir, que si una proteína adopta una cierta estructura, la función general de esa proteína se puede predecir con una buena cantidad de certeza.
| Tipo | Función | Ejemplo |
|---|---|---|
| Enzimas | Catalizar reacciones bioquímicas | Amilasa: ayuda a digerir los carbohidratos |
| Proteínas hormonales | Regular y coordinar las funciones de las celdas | Insulina: controla la cantidad de azúcar (glucosa) en la sangre |
| Proteínas de almacenamiento | Almacenamiento y liberación de sustancias esenciales | Mioglobina: almacena oxígeno en el tejido muscular |
| Proteínas de transporte | Transporta sustancias a través del cuerpo | Hemoglobina: transporta oxígeno entre los pulmones y otros tejidos |
| Proteínas estructurales | Proporciona forma estructural y soporte | Queratina — principal componente estructural del cabello, uñas, plumas, pezuñas, etc. |
| Proteínas de defensa | Protege el cuerpo contra invasores extraños | Inmunoglobulina: reconoce y se une a la materia extraña, ayudando en la destrucción |
| Proteínas contráctiles | Mediar procesos contráctiles, es decir, movimiento | Actin y Miosina: controlan el movimiento de los músculos |