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Funciones y Clasificación de las Proteínas

Las proteínas son esenciales para la vida, realizando funciones como catalizar reacciones, regular procesos fisiológicos y proteger contra patógenos. Compuestas por aminoácidos, su estructura y polaridad determinan su comportamiento y función. La síntesis de proteínas sigue una secuencia genética, resultando en estructuras tridimensionales que son cruciales para su actividad biológica. La diversidad de proteínas refleja su amplia gama de funciones en la biología celular.

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1

La ______ y el ______ son hormonas que regulan procesos fisiológicos importantes.

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insulina glucagón

2

Las proteínas como la ______ y la ______ son cruciales para la generación de movimiento en células y tejidos.

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actina miosina

3

Los receptores de ______ y de ______ son ejemplos de proteínas que actúan como receptores celulares.

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LDL insulina

4

Estructura general de aminoácidos

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Grupo amino (-NH2), grupo carboxilo (-COOH), cadena lateral (grupo R) unidos a carbono α.

5

Excepción de quiralidad en aminoácidos

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Glicina no es quiral, su grupo R es un hidrógeno, no genera isomería óptica.

6

Serie L en aminoácidos proteicos

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Aminoácidos en proteínas son L, reflejan evolución conjunta de aminoácidos y enzimas, importante para especificidad estereoquímica.

7

Los aminoácidos como la ______ y la ______ son hidrofóbicos y se ubican en el centro de las proteínas.

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leucina valina

8

El ______ es un aminoácido aromático que puede realizar interacciones pi debido a sus anillos.

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triptófano

9

A pH fisiológico, la ______ tiene carga positiva y el ______ carga negativa, ambos participan en la catálisis enzimática.

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lisina ácido glutámico

10

Las propiedades de los aminoácidos son cruciales para el ______ de las proteínas y su ______ biológica.

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plegamiento actividad

11

Naturaleza anfótera de aminoácidos

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Pueden donar o aceptar protones, funcionando como amortiguadores del pH en sistemas biológicos.

12

Importancia del pKa en aminoácidos

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Determina la carga neta y afecta la estructura y función proteica al variar en el contexto proteico.

13

Efecto del cambio de pKa en glicina

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Alteraciones en pKa de grupos carboxilo y amino son clave para actividad enzimática y estabilidad estructural.

14

El proceso de ______ de proteínas inicia con la activación de los ______ y su ensamblaje en polímeros.

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síntesis aminoácidos

15

Los ribosomas llevan a cabo la ______ de proteínas siguiendo una secuencia ______ genéticamente.

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síntesis codificada

16

Las cadenas polipeptídicas resultantes se ______ en estructuras ______ específicas.

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pliegan tridimensionales

17

La ______ de las proteínas es crucial y refleja la información del ______.

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direccionalidad ADN

18

Tamaño y estructura de proteínas

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Varían desde pequeños péptidos hasta macromoleculares como ribosomas, determinan función y solubilidad.

19

Secuencia de aminoácidos

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Define propiedades físico-químicas y función biológica de la proteína, incluyendo forma y punto isoeléctrico.

20

Proteínas simples vs conjugadas

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Simples solo con aminoácidos; conjugadas requieren cofactores o grupos prostéticos para actividad.

Preguntas y respuestas

Aquí tienes una lista de las preguntas más frecuentes sobre este tema

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Funciones y Clasificación de las Proteínas

Las proteínas son macromoléculas fundamentales para la vida, con funciones que incluyen la catalización de reacciones metabólicas por enzimas específicas como la lactato deshidrogenasa; la regulación de procesos fisiológicos mediante hormonas como la insulina y el glucagón; la protección inmunológica a través de anticuerpos y la acción de toxinas y antibióticos; el transporte de sustancias esenciales vía lipoproteínas y canales iónicos; la generación de movimiento en células y tejidos por proteínas contráctiles como la actina y la miosina; y el mantenimiento de la integridad estructural con proteínas fibrosas como el colágeno. Las proteínas también funcionan como receptores celulares, como los receptores de LDL y de insulina, que son cruciales para la comunicación celular y la respuesta a señales externas. Estas moléculas están formadas por cadenas de aminoácidos, de los cuales hay 20 tipos estándar que se ensamblan en secuencias específicas para crear la diversidad de proteínas que existen.
Estructura de una hélice alfa de proteína con esferas de colores representando aminoácidos enlazados, sobre fondo desenfocado.

Estructura y Estereoquímica de los Aminoácidos

Los aminoácidos son los monómeros que constituyen las proteínas y tienen una estructura característica que incluye un grupo amino (-NH2), un grupo carboxilo (-COOH) y una cadena lateral o grupo R, que varía entre los distintos aminoácidos y define sus propiedades. Estos componentes están unidos a un carbono central, el carbono α, que es quiral en todos los aminoácidos estándar excepto la glicina. Los aminoácidos que se incorporan en las proteínas son predominantemente de la serie L, lo que se atribuye a una evolución conjunta de aminoácidos y enzimas, reflejando la importancia de la especificidad estereoquímica en las interacciones moleculares y la actividad enzimática.

Polaridad y Carga de las Cadenas Laterales de los Aminoácidos

Los aminoácidos se clasifican en función de la polaridad y la carga de sus cadenas laterales, lo que determina su comportamiento en el entorno acuoso de la célula y su papel en la estructura y función de las proteínas. Los aminoácidos no polares, como la leucina y la valina, suelen ser hidrofóbicos y se encuentran en el interior de las proteínas, mientras que los aminoácidos aromáticos como el triptófano tienen anillos que pueden participar en interacciones pi. Los aminoácidos polares sin carga y los cargados a pH fisiológico, como la lisina (positiva) y el ácido glutámico (negativa), son hidrofílicos y pueden formar enlaces iónicos y participar en la catálisis enzimática. Estas características son esenciales para el plegamiento de las proteínas y su actividad biológica.

Comportamiento Ácido-Base de los Aminoácidos y su Importancia en las Proteínas

Los aminoácidos son compuestos anfóteros, capaces de donar o aceptar protones, lo que les permite actuar como amortiguadores del pH en los sistemas biológicos. La catálisis ácido-base en las enzimas y las interacciones electrostáticas en las proteínas dependen de la ionización de los grupos funcionales de los aminoácidos. El pKa de estos grupos puede variar en el contexto proteico, afectando la carga neta del aminoácido y, por consiguiente, la estructura y función de la proteína en la que se incorpora. Por ejemplo, los cambios en el pKa de los grupos carboxilo y amino de la glicina dentro de una proteína son fundamentales para la actividad enzimática y la estabilidad estructural.

Síntesis y Polimerización de los Aminoácidos en Proteínas

La síntesis de proteínas es un proceso que comienza con la activación de los aminoácidos y su posterior ensamblaje en polímeros lineales mediante enlaces peptídicos. Este proceso se lleva a cabo en los ribosomas y sigue una secuencia codificada genéticamente, resultando en cadenas polipeptídicas que se pliegan en estructuras tridimensionales específicas. Durante la formación de enlaces peptídicos, se pierden los grupos funcionales α-amino y α-carboxilo de los aminoácidos, excepto en los extremos N-terminal y C-terminal de la cadena polipeptídica. Esta direccionalidad es esencial para la función de las proteínas y refleja la información contenida en el ADN.

Diversidad y Función de las Proteínas

La diversidad de las proteínas en términos de tamaño, composición de aminoácidos y estructura tridimensional conduce a una amplia gama de funciones biológicas. Las proteínas pueden ser desde pequeños péptidos hasta complejos macromoleculares como los ribosomas. La secuencia y la naturaleza química de los aminoácidos determinan las propiedades físico-químicas de la proteína, como su tamaño, forma, solubilidad y punto isoeléctrico, así como su función biológica. Las proteínas pueden ser simples, compuestas exclusivamente por aminoácidos, o conjugadas, que requieren cofactores o grupos prostéticos para su actividad. Esta diversidad funcional subraya la importancia de las proteínas en todos los aspectos de la biología celular y sistémica.