Estructura de las Proteínas: Niveles y Funciones Biológicas

Estructura de las Proteínas

Estructura Primaria

La estructura primaria se refiere a la secuencia de aminoácidos (aa) de la proteína. Indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que se encuentran. Esta secuencia está codificada en el ADN y determina los demás niveles estructurales.

• Existe un grupo amino libre llamado N-terminal y un grupo carboxilo libre llamado C-terminal.
• Esta estructura se mantiene mediante el enlace peptídico y condiciona el resto de las estructuras.

Estructura Secundaria

La estructura secundaria es la disposición que adopta la estructura primaria en el espacio. Se mantiene gracias a la formación de puentes de hidrógeno. Existen tres tipos principales:

• Alfa-hélice: Se forma al enrollarse la estructura primaria sobre sí misma. Da una vuelta cada 3,6 aminoácidos y los enlaces de hidrógeno se forman entre aminoácidos situados cada cuatro posiciones, entre el NH de un aminoácido y el CO de otro, quedando paralelos al eje principal. Las cadenas laterales quedan proyectadas hacia el exterior, perpendiculares a la hélice. Ejemplo: alfa queratina de la epidermis.
• Lámina-Beta: Son tramos de cadena polipeptídica en forma de zig-zag situados unos al lado de otros. Pueden discurrir en el mismo sentido u opuesto, uniéndose los tramos adyacentes por puentes de hidrógeno entre el NH y el CO de dos aminoácidos, siendo perpendiculares al eje principal. Ejemplo: beta queratina de la seda.
• Hélice de colágeno: Cadena de aminoácidos enrollada sobre sí misma con giro levógiro, con 3 aminoácidos por vuelta. No se establecen puentes de hidrógeno entre aminoácidos, por lo que la hélice es más alargada. Se agrupan de tres en tres mediante enlaces covalentes y de hidrógeno. Ejemplo: colágeno.

Estructura Terciaria

La estructura terciaria se refiere al plegamiento tridimensional de la estructura secundaria en el espacio. Existen dos tipos principales:

• Conformación filamentosa: Mantienen su estructura secundaria y se retuercen ligeramente. Ejemplo: elastina.
• Conformación globular: La estructura se pliega completamente adoptando formas esféricas. Tienen funciones enzimáticas, hormonales, etc. Se mantiene gracias a la presencia de puentes disulfuro y enlaces débiles.

Estructura Cuaternaria

La estructura cuaternaria está formada por más de una cadena polipeptídica que se mantienen unidas por puentes disulfuro y enlaces débiles. Cada una de estas cadenas se llama protómero, pudiendo formar dímeros (insulina), trímeros (colágeno), etc. Pueden ser:

• Fibrosas: Con función estructural. Ejemplo: queratina del pelo.
• Globulares: Con función reguladora. Ejemplo: anticuerpos.
• Complejos supramoleculares: Ejemplo: sarcómeros.

La estructura de las proteínas es su conformación más estable y determina su actividad biológica. Si la pierden, pierden su funcionalidad.

Ejemplo: Hemoglobina

La hemoglobina es una proteína con estructura cuaternaria, compuesta por cuatro cadenas polipeptídicas: dos cadenas alfa y dos cadenas beta. Cada cadena tiene en su interior un grupo hemo que contiene un átomo de hierro (Fe) al que se une el oxígeno (O₂).