BIOLOGÍA y GEOLOGÍA

MATERIAL DIDÁCTICO ESO BACHILLERATO

LAS PROPIEDADES Y FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS

PROPIEDADES DE LAS PROTEÍNAS

Las propiedades de una proteína dependen del radical de los aa y de su capacidad para reaccionar con otras moléculas. Hablaremos de la solubilidad, la desnaturalización, la especificidad y la capacidad amortiguadora de las proteínas.

Solubilidad: Depende de la presencia de aa con radicales polares. Establecen puentes de hidrógeno con las moléculas de agua, formándose una capa de moléculas de agua que impide su unión con otras proteínas. Cuando añadimos alguna sal, esta solvatación desaparece, las proteínas se unen unas con otras, y precipitan. Las proteínas fibrosas generalmente no son solubles en agua, pero las globulares sí. Variables que condicionan la solubilidad

  • pH
  • concentración salina
  • tamaño
  • estructura
  • aa que los conforman

Desnaturalización: Consiste en la rotura de los enlaces que mantienen el estado nativo de la proteína, perdiendo todas sus estructuras salvo la primaria, ya que los enlaces peptídicos se mantienen. En determinadas circunstancias estas proteínas pueden renaturalizarse (no siempre).También, al perder estas estructuras, pierden su actividad biológica. La desnaturalización puede tener lugar por los siguientes motivos:

  • cambios en el pH
  • cambios en la temperatura
  • cambios en la salinidad
  • agitación mecánica
  • tratamiento con sustancias desnaturalizantes como la urea

Especificidad: Cada especie tiene unas proteínas propias, distintas a las de las otras. También hay diferencias entre individuos de la misma especie (recuerden que las proteínas vienen de los genes). Diferenciamos dos:

  • Especificidad de función. Cada proteína realiza una función concreta. Depende de la posición de determinados aa en la cadena polipeptídica.
  • Especificidad de especie. Hay proteínas que son exclusivas de cada especie. Sin embargo, lo más común es que las proteínas que desempeñan la misma función en diferentes especies tengan una composición y estructura similares. Estas proteínas se denominan homólogas.

Capacidad amortiguadora: Como tienen un comportamiento anfótero son capaces de amortiguar las variaciones del pH del medio en el que se encuentran.

FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS

  • Reserva. Algunas proteínas almacenan determinados compuestos químicos como los aa para usarlos como elementos nutritivos o para colaborar en la formación del embrión. Ejemplo: ovoalbúmina (huevo), caseína (leche) o zeína (maíz).
  • Transporte. Proteínas que se unen a diversas sustancias y las transportan por un medio acuoso (como ocurre con el oxígeno, los lípidos o a través de membranas celulares). Algunos ejemplos de estas proteínas son:
    • Citocromos. Proteínas transportadoras de electrones localizadas en la membrana mitocondrial y de cloroplastos de eucariotas y membrana plasmática de procariotas. Intervienen en la respiración celular y en la fotosíntesis.
    • Hemoglobina. Transporta el oxígeno desde el aparato respiratorio hasta las células.
    • Mioglobina. Almacena y transporta el oxígeno en los músculos.
    • Hemocianina. Pigmento azul presente en algunos invertebrados, transporta el oxígeno en la sangre.
    • Seroalbúmina. Transporta ácidos grasos entre el tejido adiposo y otros órganos.
    • Lipoproteínas del plasma sanguíneo, transportan lípidos. (HDL LDL)
  • Contráctil. Las proteínas contráctiles permiten el movimiento y la locomoción. Son la actina y la miosina en el caso de la contracción y relajación muscular; la flagelina en la estructura de los flagelos de algunas bacterias; dineína, facilita el movimiento de cilios y flagelos eucariotas.

  • Función protectora o defensiva. Trombina y fibrinógeno son proteínas sanguíneas de los vertebrados, intervienen en la coagulación sanguínea. Las inmunoglobulinas y los anticuerpos cubren la función defensiva contra las infecciones provocadas por los organismos patógenos.
Los anticuerpos constituyen glucoproteínas plasmáticas globulares, llamadas Inmunoglobulinas. Son proteínas globulares de gran peso molecular, formadas por 4 cadenas polipeptídicas, dos pesadas, llamadas (heavy), y dos ligeras, denominadas L (light). Estas cadenas se unen mediante puentes disulfuro
  • Hormonal o reguladora. Vimos en el apartado de lípidos cómo la naturaleza de las hormonas esteroideas era lipídica, aunque la mayoría en realidad son proteínas con función reguladora. En pequeñas concentraciones pueden controlar funciones celulares fundamentales (como el metabolismo o la reproducción). Por ejemplo, la insulina y el glucagón regulan el metabolismo de la glucosa; la hormona del crecimiento (STH) es secretada por la hipófisis y controla el crecimiento corporal.
  • Estructural. Especialmente las proteínas fibrosas, realizan importantes funciones estructurales.
    • En las células las glicoproteínas forman parte de la membrana plasmática, la tubulina compone los microtúbulos del citoesqueleto y las histonas localizadas en los cromosomas.
    • En los tejidos. El colágeno se encuentra en la sustancia intercelular del tejido conjuntivo fibroso, mantiene unidos los tejidos animales y forma parte de huesos y cartílagos. La queratina se sintetiza y almacena en células de la epidermis y forma escamas en reptiles, las uñas, pelos y púas de mamíferos o plumas en aves.
  • Función homeostática. Las proteínas son moléculas capaces de conservar el equilibrio del medio interno y colaborar en el mantenimiento del pH.
  • Función de reconocimiento de señales químicas. Algunas proteínas que se encuentran en el exterior de las membranas celulares tienen la capacidad de identificar hormonas, neurotransmisores, anticuerpos, etc.
  • Función enzimática. Las enzimas son biocatalizadores que impulsan casi todas las reacciones químicas que tienen lugar en células vivas. Todas las moléculas terminadas en -asa, se denominan enzimas. Hay miles de ellas diferentes, que catalizan otras tantas reacciones. Son muy específicas y en su ausencia no tienen lugar las transformaciones químicas. Los humanos no digerimos la celulosa porque nos falta la enzima correspondiente, capaz de descomponerla en sus unidades de glucosa, sin embargo, el almidón, semejante en composición puede ser digerido y aprovechado como nutriente porque sí tenemos la enzima necesaria.

Con una ligera mutación en el material genético que conlleve a un cambio en un solo aminoácido de una proteína puede significar que ésta no pueda ejercer su función, con los problemas que ello puede acarrear [rechazos, alergias, enfermedades metabólicas y defectos genéticos están relacionados con las proteínas].

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