¿Se comen las proteínas?

Las proteínas son macromoléculas que podemos encontrar prácticamente en todas partes en un organismo, realizando una gran cantidad de funciones como veremos a continuación. Ojo, las proteínas no son solo aquello que tiene la carne. Antes de comenzar con las proteínas, hablaremos brevemente de la unidad  fundamental de las proteínas: Los aminoácidos. Los aminoácidos son moléculas orgánicas sencillas caracterizadas porque comprenden un grupo amino (-NH₂), un grupo carboxilo (-C(=O)OH), una cadena lateral (R) y un átomo de hidrógeno (H) unidos a un átomo de carbono central (Figura 1). Se conocen 20 aminoácidos codificados genéticamente, aunque pueden derivarse otros más al modificar el grupo R. También, la cadena lateral R proporciona las propiedades químicas propias de cada aminoácido (hidrofilicidad, hidrofobicidad y carga) y, con ello, a las proteínas. Como la finalidad no es describir cada uno de los aminoácidos, te dejo al final una liga para que los veas a detalle.

Bueno, ahora que ya sabes las generalidades de los aminoácidos (AA), podemos comenzar con  las proteínas. Las proteínas son macromoléculas orgánicas que se forman a partir de la polimerización de aminoácidos a través de enlaces peptídicos (el grupo -NH₂ del aminoácido 1 reacciona con el carbono del grupo -C(=O)OH del aminoácido 2, lo cual da como resultado al enlace peptídico, -NHC(=O)-, y se libera una molécula de agua), que comprenden desde unos cuantos aminoácidos hasta cadenas polipeptídicas muy largas: la insulina tiene entre 34-89 AA mientras que la titina tiene de 23,000 a 33,000 AA, dependiendo de la isoforma (las isoformas son variantes de una misma proteína). Además, las proteínas pueden ser integradas por varias cadenas de aminoácidos que interaccionan entre sí, por ejemplo, la enolasa se forma por dos cadenas polipeptídicas y la ferritina por 24 cadenas polipeptídicas. Para comprender mejor lo anterior, veamos cómo es la estructura de las proteínas (Figura 2). Primero, lo más sencillo, la estructura primaria es la secuencia lineal de la cadena de aminoácidos. La estructura secundaria son sub-estructuras formadas por grupos de aminoácidos dentro de la cadena polipeptídica, éstas son: hélices alfa (parecen un resorte), hojas plegadas β (sí parecen hojas dobladas) y loops o giros (no tienen una forma definida). Enseguida queda la estructura terciaria que es la forma tridimensional de la cadena peptídica total que se forma de la suma de las sub-estructuras formadas en la estructura secundaria. Por último, si la proteína comprende más de una secuencia de aminoácidos como la enolasa o la ferritina, tenemos la estructura cuaternaria que es el resultado de la interacción de varias cadenas peptídicas. La estructura tridimensional de las proteínas es compleja y muy importante ya que está estrechamente relacionada a su función.

Ya que tocamos el tema de las funciones de las proteínas, este es un tema súper interesante pues, en un organismo, las proteínas tienen funciones extremadamente variadas que podemos englobar en seis categorías: defensa (por ejemplo los anticuerpos que te protegen del SARS-CoV-2); comunicación (como la insulina que indica cuando ingresar glucosa a la célula o la señalización celular mediada por receptores); enzimas que catalizan reacciones químicas que en condiciones normales no se llevarían a cabo en la naturaleza o lo harían muy difícilmente (como la polimerasa que replica al ADN o las proteasas que destruyen proteínas); transporte (tal como los canales iónicos que regulan la entrada/salida de iones en la célula o las kinesinas que caminan transportando vesículas sobre los microtúbulos); almacenamiento (como la ferritina que guarda hierro en su interior); y estructura (como la tubulina que forma a los microtúbulos que son parte del citoesqueleto celular o el colágeno de la piel).

En fin, mi conclusión sobre este tema es que me parece realmente extraordinario como una cadena de longitud variable formada por sólo 20 aminoácidos diferentes es capaz de adoptar una complejidad sorprendente que le permite tener una enorme variedad de formas y funciones.

¿Quieres saber más?

Nelson, D. L.; Cox, M. M., “Lehninger Principios de Bioquímica”, Ediciones Omega, 5ª edición, 2009, España, pp. 71-178.

http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Claseinicial_24372.pdf

https://pdb101.rcsb.org/learn/videos/what-is-a-protein-video