¿Cómo funcionan las proteínas? Las proteínas son un elemento estructural esencial que resulta indispensable para el crecimiento y el intercambio de sustancias en el cuerpo humano y de todos los seres vivos.2 fotos

Las grandes moléculas de proteínas están compuestas por componentes más pequeños: los aminoácidos, y a menudo tienen una estructura muy compleja.
Las proteínas de diferentes tipos desempeñan un papel extremadamente importante en el cuerpo humano. Las proteínas estructurales de los tejidos conectivos contienen colágeno; las de la piel, queratina; las musculares incluyen actina y miosina, mientras que las celulares están asociadas con tubulina. Otras proteínas son enzimas que aceleran las reacciones químicas dentro de las células; las hormonas y los anticuerpos son proteínas que participan en la defensa del organismo contra efectos dañinos y enfermedades. Las proteínas sanguíneas, como la hemoglobina y la albúmina, son responsables de que la sangre se coagule solo cuando es necesario, por ejemplo, en caso de una herida.
LOS AMINOÁCIDOS SON LAS UNIDADES ESTRUCTURALES. Al igual que todas las sustancias orgánicas, las moléculas proteicas están formadas por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. Además, las proteínas contienen nitrógeno y, en muchos casos, azufre. La unidad estructural básica de una molécula proteica es el aminoácido. Se conocen alrededor de 20 tipos de aminoácidos que pueden combinarse entre sí, formando un gran número de diferentes combinaciones. Algunos aminoácidos pueden ser sintetizados en el cuerpo, mientras que otros solo provienen del medio exterior. Para mantener la salud, una persona debe consumir al menos 30 gramos de proteínas diariamente.
La base de una molécula de aminoácido es una cadena de átomos de carbono. En los extremos de la molécula se encuentran dos grupos químicos diferentes: por un lado, el grupo amino; por el otro, el resto del ácido carbónico. El grupo amino de un aminoácido puede interactuar con el grupo ácido del aminoácido adyacente, liberando una molécula de agua; este proceso es fundamental para la formación de largas cadenas de aminoácidos.
La estructura del aminoácido determina su solubilidad en agua, así como sus propiedades amfóticas: su capacidad para actuar simultáneamente como ácido y base. Esto permite que una molécula proteica exista tanto en medios ácidos como alcalinos. Los aminoácidos también poseen propiedades de amortiguador (reguladoras del nivel de pH), lo cual es de gran importancia para el equilibrio homeostático, es decir, para mantener la constancia del medio interno del organismo.
La secuencia de ADN sirve como matriz para la formación de las moléculas proteicas. En la célula, la síntesis de estas cadenas de aminoácidos tiene lugar en las ribosomas (elementos celulares) con la ayuda del ácido ribonucleico ARN.
LA ESTRUCTURA PRIMARIA. La secuencia de aminoácidos que se ensamblan en las ribosomas determina la estructura primaria de la proteína. El orden en que se ensamblan estos aminoácidos, a su vez, está determinado por la secuencia de ADN. Esta estructura primaria constituye el esqueleto de la molécula proteica.
LA ESTRUCTURA SECUNDARIA. Una vez formada la larga cadena polipeptídica (secuencia de aminoácidos), esta comienza a organizarse en una estructura tridimensional compleja, raramente permaneciendo en forma de simple cadena de aminoácidos. El proceso de formación de la estructura secundaria se produce mediante la formación de enlaces de hidrógeno; aunque estos enlaces son bastante débiles, son lo suficientemente fuertes como para mantener la forma específica de la proteína. Los átomos de hidrógeno interactúan con determinados átomos dentro de la cadena polipeptídica, dando lugar a dos tipos diferentes de estructuras secundarias de las moléculas proteicas.
La variedad más común de estructura secundaria es la α-hélice, que se enrolla hacia la derecha. Esta estructura se forma debido a la formación de enlaces de hidrógeno entre cada cuarto aminoácido. Otra variedad es la β-pliegue, una estructura plana en la que los enlaces de hidrógeno aparecen entre dos cadenas polipeptídicas paralelas. En algunas moléculas proteicas, se puede observar la alternancia de ambos tipos de estructuras secundarias en diferentes partes de la cadena.
Una proteína con una cadena polipeptídica muy larga puede adoptar también una estructura terciaria y cuaternaria.
LA DENATURACIÓN DE LA PROTEÍNA. En condiciones normales, las proteínas son relativamente estables. Su actividad está determinada por su estructura tridimensional y por los enlaces que mantienen la integridad de la molécula. Sin embargo, estos enlaces interatómicos son sensibles a factores como el aumento del pH o de la temperatura. El proceso por el cual una proteína pierde su estructura tridimensional se denomina denaturación. En algunos casos, este proceso puede ser reversible; sin embargo, si los cambios en el pH o la temperatura alcanzan valores extremos, el proceso es irreversible.