Biomoléculas orgánicas: proteínas
CN.B.5.1.5. Usar modelos y describir la estructura, diversidad y función de las biomoléculas que constituyen la materia viva, y experimentar con procedimientos sencillos.
En el mundo de la nutrición, pocas moléculas han generado tanto debate como las proteínas. Son los ladrillos fundamentales de la vida: construyen músculos, enzimas, hormonas y tejidos. Pero surge una pregunta inquietante: ¿es posible mantener una buena salud sin consumir proteínas de origen animal? Las dietas vegetarianas y veganas han despertado admiración y escepticismo por igual. Mientras algunos sostienen que aportan todos los nutrientes necesarios, otros afirman que pueden causar deficiencias. Para resolver esta controversia debemos comprender qué son realmente las proteínas, cómo están formadas por aminoácidos y de qué manera el organismo las utiliza para mantener el equilibrio vital. En esta clase exploraremos la ciencia detrás de estas moléculas esenciales y descubriremos que la clave no está en excluir, sino en comprender y equilibrar.
Las proteínas son las biomoléculas orgánicas más abundantes en los seres vivos que tienen la mayor diversidad de funciones. Están constituidas por átomos de carbono, hidrógeno, nitrógeno y un grupo funcional. Son macromoléculas cuyas unidades más sencillas son los aminoácidos, que se unen entre sí mediante enlaces peptídicos.
Un enlace peptídico es un enlace entre el grupo amino (–NH ) de un aminoácido y el grupo carboxilo (–COOH) de otro aminoácido.
Las proteínas se sintetizan mediante un proceso complejo donde interviene el ADN, molécula que se conocerá más adelante.
Cada uno se simboliza con sus tres primeras letras (valina val , metionina met, lisina lis, etc.).
Clasificación de las proteínas
Simples u holoproteínas
Son aquellas que se forman únicamente por aminoácidos o sus derivados.
Globulares
Son solubles dentro del citoplasma celular. Su función es catalizadora.
Fibrosas
Son insolubles y por esto su función es estructural
Conjugadas o heteroproteínas
Son complejos de proteínas y otras moléculas que pueden ser de siete tipos: nucleoproteínas (proteínas + ácidos nucleicos), lipoproteínas (proteínas + lípidos), glicoproteínas (proteínas + hidratos de carbono), cromoproteínas (proteínas + pigmentos), metaloproteínas (proteínas con elementos metálicos), mucoproteínas (proteínas + mucopolisacáridos), fosfoproteínas (proteína + fosfato).
Estructura de las proteínas
Una proteína puede tener hasta cuatro niveles de estructura, cada una construida sobre la anterior. La estructura está determinada por la disposición espacial y la configuración de la cadena de aminoácidos.
Primaria
Secundaria
Terciaria
Cuaternaria
Funciones de las proteínas
Las funciones de las proteínas son variadas y bien diferenciadas: organizan la forma y estructura de las células y dirigen la mayoría de los procesos vitales.
Las funciones de las proteínas son específicas según el tipo de proteína: unas permiten que las células se defiendan contra agentes externos y puedan mantener su integridad, otras realizan funciones de control y regulación de procesos metabólicos, otras reparan daños y más. Todos los tipos de proteínas realizan su función de la misma manera: por unión selectiva con otras moléculas.
Estructural
Forman estructuras celulares básicas en todas las células y organismos que sirven de protección o como soporte para otras biomoléculas y estructuras. Queratina (epidermis), elastina (tendones), histonas (cromosomas).
Reserva
Algunas almacenan aminoácidos que sirven para formar nuevas proteínas durante el desarrollo de un ser vivo. Ovoalbúmina (clara de huevo), lactoalbú mina (leche), gliadina (semilla de trigo).
Transporte
Son capaces de transportar sustancias (oxígeno, lípidos, etc.) de un lugar a otro. Hemoglobina (sangre de vertebrados), hemocianina (sangre de moluscos).
Defensa
Algunas defienden el organismo al neutralizar sustancias extrañas; otras reparan lesiones. Inmunoglobulinas, trombina (coagulación).
Contractilidad
Participan en el movimiento de los seres vivos. En ciertos organismos unicelulares, forman estructuras que les permiten moverse (cilios y flagelos). Actina, miosina, tubulina, etc.
Regulación
Algunas son capaces de regular y controlar procesos metabólicos. Insulina, hormona del crecimiento, etc.
Catálisis
Muchas de ellas controlan la velocidad de las reacciones químicas que se producen en un ser vivo. Enzimas como catalasa, lipasa, peptidasa, etc.
Competencia socioemocional. Las proteínas son fundamentales para el crecimiento de tu cuerpo y tus conexiones neuronales. ¡Consúmelas a diario!
Las enzimas
Las enzimas son proteínas que actúan en la mayoría de las reacciones químicas. Su finalidad es aumentar o modificar la velocidad de reacción entre diferentes compuestos, por tanto, su acción es crucial para el mantenimiento de las células.
Las enzimas son específicas para cada reacción. Se nombran de acuerdo con el sustrato sobre el cual actúan: por ejemplo, en una sacarosa, la enzima toma el nombre de sacarasa, siendo el sufijo – asa el que identifica a la enzima. Ejemplos de enzimas son: la ureasa (actúa sobre la urea), la amilasa (descompone el almidón), la lactasa (actúa sobre la lactosa), helicasa (abre la hélice de ADN), etc.
Composición química
Las enzimas están formadas por grupos proteicos (apoenzimas) y no proteicos (cofactores). Los cofactores pueden ser de naturaleza inorgánica (metales como el hierro, el cobre, magnesio) o de naturaleza orgánica (como las vitaminas).
Modo de acción
Toda reacción química requiere energía. Para ello, la energía y la temperatura deben llegar a un valor determinado. Si la temperatura se eleva demasiado, afecta a la composición de las proteínas y sus propiedades lo que causa su desnaturalización y se produce la muerte celular. Para evitar esto, las enzimas modifican la velocidad de reacción o la energía de activación con lo cual producen la reacción más rápido, sin elevar la temperatura.
Las enzimas catalizan las reacciones sin alterarse químicamente y sin formar parte de los compuestos de dicha reacción, sino que quedan libres para volver a actuar sobre otros sustratos.
Las proteínas son más que un componente de la dieta: son el lenguaje molecular de la vida. Cada estructura proteica cuenta una historia de precisión biológica, desde la hemoglobina que transporta oxígeno hasta las enzimas que permiten que cada reacción metabólica ocurra. Hoy hemos visto que no se trata sólo de comer proteínas, sino de entender su función, su diversidad y su papel en la salud. Comprenderlas es aprender cómo la naturaleza organiza la materia para crear movimiento, pensamiento y vida misma. Que esta comprensión te motive a seguir investigando cómo los seres vivos transforman simples moléculas en complejas formas de existencia. La biología no sólo explica lo que somos: nos revela lo extraordinario de estar vivos.
