Proteínas: clasificación, funciones biológicas
Según su forma (estructurales):
a) Fibrosas (insolubles):
presentan cadenas polipeptídicas largas de forma filamentosa o alargada
y una estructura secundaria atípica. Confieren fuerza y elasticidad a
la molécula. Son insolubles en agua y en disoluciones acuosas. Algunos
ejemplos de éstas son queratina (cabello, uñas, piel), colágeno (tejido
conectivo, tendones) y elastina (tejido conectivo elástico).
b) Globulares (solubles):
Se caracterizan por doblar sus cadenas en una forma esférica apretada o
compacta dejando grupos hidrófobos hacia adentro de la proteína y
grupos hidrófilos hacia afuera, lo que hace que sean solubles en
disolventes polares como el agua, tienen funciones dinámicas como las
enzimas, inmunoglobulinas, y proteínas de transporte (hemoglobina).
Suelen presentar giros alfa. Insulina (hormona reguladora de la glucosa en sangre), mioglobina (transporte de oxígeno), ribonucleasa (controla la síntesis de RNA) Éste tipo de proteína realiza la mayor parte del trabajo químico de la célula (síntesis, metabólico, transporte etc). La mayoría de las enzimas, anticuerpos, algunas hormonas y proteínas de transporte, son ejemplos de proteínas globulares. c) Mixtas: posee una parte fibrilar (comúnmente en el centro de la proteína) y otra parte globular (en los extremos).
Según su composición química: a) Simples u holoproteínas: su hidrólisis sólo produce aminoácidos. Ejemplos de estas son la insulina y el colágeno (globulares y fibrosas). b) Conjugadas o heteroproteínas: su hidrólisis produce aminoácidos y otras sustancias no proteicas con un grupo prostético.
ALGUNAS FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LAS PROTEÍNAS.
Enzimas (catalizadores biológicos)
Hormonas (insulina)
Proteínas protectoras (anticuerpos)
Proteínas de almacenamiento (caseína)
Proteínas estructurales (queratina, elastina)
Proteínas de transporte (hemoglobina)
La
importancia de las proteínas consiste tanto en la enorme cantidad de
funciones que desempeñan en los procesos biológicos, como en la calidad
de este tipo de funciones. Puesto que existe un gran número de
posibilidades para estructurar una proteína, también existe una amplia
variedad de funciones.
Función estructural. Algunas glucoproteínas forman parte de las membranas celulares y por ende de todo el organismo. El colágeno y la elastina
son proteínas que en el tejido conjuntivo, matriz orgánica de los
huesos y córnea del ojo, forman las fibras colágenas y elásticas que
representan aproximadamente un 30% de la proteína total del cuerpo
aunque tiene muy poco valor alimenticio, respectivamente la queratina
es constituyente de uñas, cabello, pelo de animales, escamas de los
reptiles, plumas de las aves. En las células del sistema
musculoesquelético la actina y miosina inducen
deslizamientos entre los sarcómeros provocando las contracciones
musculares. Otras proteínas regulan la expresión de ciertos genes y
otras regulan la división celular (como la ciclina). La especificidad de
las proteínas explica algunos fenómenos biológicos como: la
compatibilidad o no de transplantes de órganos; injertos biológicos;
sueros sanguíneos; etc., o los procesos alérgicos e incluso algunas
infecciones.
Función reguladora u hormonal.
Algunas hormonas son también proteínas. Las hormonas son fabricadas por
las células glandulares y son transportadas por la sangre para que
puedan actuar sobre otras células del organismo. Por ejemplo la
insulina, la vasopresina, la oxitocina, la tiroxina, la hormona del
crecimiento, etc.
La insulina
es necesaria para aprovechar los azúcares en el organismo, sin ella la
concentración de azúcares aumenta en sangre desencadenando la diabetes
mellitus que afecta actualmente a buena parte de la población mundial.
La vasopresina regula la absorción de agua en el riñón. La oxitocina
regula la secreción de leche materna, produce contracciones del útero
al momento del parto y algunas actitudes relacionadas con el afecto y
cuidado de la descendencia.
Función defensiva e inmunológica.
Las más importantes son las inmunoglobulinas de la sangre que
desempeñan funciones protectoras en el organismo ya que reconocen
moléculas u organismos extraños, y cuando se unen a ellos facilitan su
destrucción debido al sistema inmunitario. Estas proteínas son
anticuerpos, se forman como respuesta del organismo a la presencia de
sustancias extrañas o antígenos, a los que aglutinan o
precipitan. En algunos insectos se forman toxinas que son sus proteínas
de defensa, pero que pueden llegar a causar la muerte de los organismos
que sufren sus consecuencias. Algunas proteínas regulan la expresión
de ciertos genes y otras regulan la división celular (como la ciclina).
Función de reparación. Cuando
el organismo sufre alguna herida, solo puede repararla si cuenta con
las proteínas necesarias de reparación en la escala de lo pequeño. Si
existe una hemorragia, las proteínas participan en el proceso de la
coagulación frenando la pérdida de sangre, produciendo fibrinógeno,
fibrina y finalmente un coágulo. Cuando los procesos de reparación se
desequilibran, las células pueden funcionar mal, morir o producir
enfermedades como diabetes, Parkinson cáncer.
Función de transporte.
Algunas de las proteínas encargadas de los transportadores son: la
hemoglobina que transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados, la
hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados, la
mioglobina transporta oxígeno en los músculos, las lipoproteínas
transportan lípidos por la sangre los citocromos transportan electrones.
Función de reserva energética.
Las proteínas grandes, generalmente con grupos fosfato, sirven para
acumular y producir energía necesaria para la movilización del organismo
en sistemas y músculos.
METABOLISMO
Las
plantas absorben los nitratos y el amoniaco del suelo y sintetizan
aminoácidos, así los animales dependen de las plantas para la obtención
de nitrógeno metabólicamente útil. Las proteínas que se ingieren a
través de los alimentos se degradan en aminoácidos libres, y con éstos,
se forman las proteínas propias de cada organismo.
La
digestión de las proteínas, que se ve favorecida por el cocinado de los
alimentos aunque al ingerirlas llegan inalterables al estómago, luego
por la acción del ácido clorhídrico, sufren una desnaturalización,
estirando las moléculas enrolladas y facilitando así la acción de las
hidrolasas proteolíticas. La primera en actuar el la pepsina que
es la proteasa responsable del desdoblamiento de proteínas. Su acción
consiste en el ataque a pocos enlaces peptídicos para producir peptonas.
Las peptonas sufren el desdoblamiento en el intestino donde actúan tres
enzimas pancreáticas: tripsina, quimotripsina y procinasa.
La
degradación provocada, llega hasta el desdoblamiento de algunos
péptidos y aminoácidos. Finalmente actúa el jugo intestinal por medio
de la enzima tripsina para liberar así los aminoácidos que serán
absorbidos por las vellosidades intestinales mediante mecanismos de
transporte activo que consume ATP y la presencia de iones sodio.
Continúa en el duodeno con la acción conjunta de los jugos pancreáticos e
intestinales, reduciéndose a aminoácidos. Estos son absorbidos en el
intestino y así pasan al torrente sanguíneo llegando al hígado, donde la
utiliza para formar sus propias proteínas y se transforman unos
aminoácidos en otros, (con excepción de los esenciales), pasando
nuevamente al torrente circulatorio desde donde se redistribuyen hacia
órganos y tejidos para formar cada una de las proteínas necesarias. Una
vez cubiertas todas las necesidades, el exceso de aminoácidos se
destruye.
La
parte que no es utilizada se elimina mayormente a través de la orina
(90%) donde se encuentran algunos productos de deshecho como la urea,
sales amoníacas y creatinina. El riñón es capaz de eliminar amoníaco
por la orina en forma de sales de amonio; el amoníaco obtenido se
combina con iones H+ formando amonio que se elimina combinado con aniones. La excreción urinaria de sales de amonio consume H+, por lo que estas reacciones dependen de los mecanismos renales de regulación del pH sanguíneo.
La
flora intestinal actúa sobre los grupos nitrogenados para elaborar el
indol y escatol del olor desagradable característico de las heces
fecales. Como resultado de la degradación de proteínas, en la orina
normal
También
depende del valor biológico de las proteínas que se consuman, aunque en
general, todas las recomendaciones siempre se refieren a proteínas de
alto valor biológico. Si no lo son, las necesidades serán aún mayores.
Se recomiendan entre 40 y 60 gramos de proteínas al día para un adulto
sano. La Organización Mundial de la Salud recomienda un valor de 0.8
gramos por kilogramo de peso y día. Por supuesto, durante el
crecimiento, el embarazo o la lactancia estas necesidades aumentan.
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