Proteínas Proteínas: Las proteínas son macromoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. Las proteínas son indispensables para la vida, sobre todo por su función plástica (constituyen el 80% del protoplasma deshidratado de toda célula), pero también por sus funciones biorreguladoras (forma parte de las enzimas) y de defensa (los anticuerpos son proteínas). Las proteínas de todos los seres vivos están determinadas mayoritariamente por su genética (con excepción de algunos péptidos antimicrobianos de síntesis no ribosomal), es decir, la información genética determina en gran medida qué proteínas tiene una célula, un tejido y un organismo.

Las proteínas son la biomoléculas mas versátiles y diversas, cumplen gran variedad de funciones entre las que podemos destacar: Estructural Inmunológica (anticuerpos) Enzimática (sacarosa y pepsina) Contráctil (actina y miosina) Homeostática (actúan en el mantenimiento del pH) Transducción de señales (rodopsina) Protectora o defensiva (trombina) Las proteínas están formadas por aminoácidos los cuales a su vez están formados por enlaces peptídicos para formar esfingocinas.

Características de las proteínas Los prótidos o proteínas son biopolímeros, están formadas por gran número de unidades estructurales simples repetitivas (monómeros). Debido a su gran tamaño, cuando estas moléculas se dispersan en un disolvente adecuado, forman siempre dispersiones coloidales, con características que las diferencian de las disoluciones de moléculas más pequeñas. Todas las proteínas tienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y casi todas poseen también azufre. Si bien hay ligeras variaciones en diferentes proteínas, el contenido de nitrógeno representa, por término medio, 16% de la masa total de la molécula; es decir, cada 6,25 g de proteína contienen 1 g de N. El factor 6,25 se utiliza para estimar la cantidad de proteína existente en una muestra a partir de la medición de N de la misma.

Funciones Las proteínas ocupan un lugar de máxima importancia entre las moléculas constituyentes de los seres vivos (biomoléculas). Prácticamente todos los procesos biológicos dependen de la presencia o la actividad de este tipo de moléculas. Bastan algunos ejemplos para dar idea de la variedad y trascendencia de las funciones que desempeñan. Son proteínas: Casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones químicas en organismos vivientes; Muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; La hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre; Los anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes patógenos; Los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada; La actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción; El colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.

Proteínas estructurales Las proteínas fibrosas, o escleroproteínas, constituyen una de las dos clases principales de proteínas, junto con las proteínas globulares. El papel de este tipo proteínas incluye la protección y el soporte, formando tejido conectivo, tendones, matriz orgánica de huesos, y fibra muscular de los animales. Las proteínas estructurales son el tipo más abundante de entre todos los tipos de proteínas de nuestro organismo si tenemos en cuenta el porcentaje de proteínas que representan respecto al total. Las proteínas estructurales son proteínas fibrosas. Entre estas proteínas fibrosas, la queratina es probablemente la proteína estructural más conocida. Esta proteína constituye la cubierta protectora de todos los vertebrados terrestres, formando el pelo, piel y las uñas en los seres humanos y también el cuero, lana, garras, pezuñas, cuernos, escamas, picos y plumas de muchos animales. Aunque menos visibles, la proteína actina y la proteína miosina son dos proteínas estructurales que forman el tejido muscular. Otro grupo de proteínas fibrosas estructurales son la sedas y las fibras que generan de insectos. El colágeno es otra proteína estructural, la cual forma los tendones y nervios, que forman los ligamentos del cuerpo y proporciona una sujeción adicional a la piel si es necesario.

Queratina: La queratina es una proteína con estructura fibrosa, muy rica en azufre, que constituye el componente principal que forman las capas más externas de la epidermis de los vertebrados y de otros órganos derivados del ectodermo, faneras como el pelo, uñas, plumas, cuernos, ranfotecas y pezuñas. La única biomolécula cuya dureza se aproxima a la de la queratina es la quitina. Colágeno: El colágeno es una molécula proteica o proteína que forma fibras, las fibras colágenas. Estas se encuentran en todos los animales. Son secretadas por las células del tejido conjuntivo como los fibroblastos, así como por otros tipos celulares. Es el componente más abundante de la piel y de los huesos, cubriendo un 25% de la masa total de proteínas en los mamíferos.

Elastina: La elastina es una proteína con funciones estructurales que, a diferencia del colágeno que proporciona resistencia, confiere elasticidad a los tejidos. Se trata de un polímero con un peso molecular de 70 kDa con gran capacidad de expansión que recuerda ligeramente a una goma elástica. La elastina se encuentra presente en todos los vertebrados. Fibrina: Es una proteína fibrilar con la capacidad de formar redes tridimensionales. Esta proteína desempeña un importante papel en el proceso de coagulación dadas sus propiedades, tiene la forma de un bastón con tres áreas globulares y la propiedad de formar agregados con otras moléculas de fibrina formando un coágulo blando. Normalmente se encuentra en la sangre en una forma inactiva, el fibrinógeno, el cual por la acción de una enzima llamada trombina se transforma en fibrina, que tiene efectos coagulantes.

Proteínas de movimiento Las proteínas están relacionadas con la motricidad de los seres vivos. Por ejemplo, la miosina y la actina, son responsables de la contracción de los músculos. Las células se mueven mediante cilios y flagelos y este movimiento está relacionado con las proteínas que forman los microtúbulos. La dineina está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos. Cuando los extremos de los filamentos delgados de la actina no están en contacto con los puentes de los filamentos gruesos de la miosina, esto quiere decir que el musculo esta relajado, pero si la actina y los puentes de la miosina están en contacto, se dice que el musculo esta contraído.

Miosina: Proteína fibrosa y contráctil que se asocia con la actina en las células musculares. La miosina es capaz de hidrolizar el ATP y desplazarse a través de la actina, lo que provoca la reducción de las distancias entre ambas fibras y, por lo tanto, la contracción muscular. La miosina es la proteína más abundante del músculo esquelético. Representa entre el 60% y 70% de las proteínas totales y es el mayor constituyente de los filamentos gruesos. Actina: familia de proteínas globulares que forman los micro filamentos, de la importancia de la actina puede encontrarse un nivel muy alto de esta en las células y su secuencia esta muy conservada, hidroliza ATP y puede producir movimiento.

Ciclo contráctil de la actina - miosina Este ciclo comienza con la unión de ATP (paso 1) en la hendidura de la cabeza de miosina, lo que hace que se desprenda de la cabeza del filamento de la actina. La hidrólisis del ATP unido (paso 2) da energía a la cabeza, por lo que se unen débilmente con el filamento de la actina (paso 3). La liberación de P produce una unión mas fuerte de la cabeza de la miosina al filamento delgado y el movimiento de poder (paso 4) que desplaza el filamento delgado hacia el centro de la sarcómera. La liberación de ADP (paso 5) establece las condiciones para un nuevo ciclo.

El movimiento del filamento delgado por la cabeza de miosina genera una fuerza que hace la unión de un ciclo mecánico que incluye unión, movimiento y desprendimiento de la cabeza, con el ciclo químico que implica unión, hidrólisis y liberación de ATP, ADP y P.