Estructura y Organización de las Proteínas
Summary
TLDREste video educativo explica los cuatro niveles de estructura de las proteínas: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. La estructura primaria, que define la secuencia de aminoácidos, es crucial para la función de la proteína. La secundaria se forma por puentes de hidrógeno, creando estructuras como la alfa hélice y la beta hoja. La terciaria, que determina la forma de un globo, es esencial para la solubilidad y la función biológica de las proteínas. Finalmente, la cuaternaria se da en proteínas multi-subunidades como la hemoglobina, donde cada subunidad tiene una estructura terciaria independiente.
Takeaways
- 😀 Las proteínas tienen cuatro niveles estructurales: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.
- 🔍 La estructura primaria de una proteína es la secuencia de aminoácidos en la cadena polipeptídica.
- 🔗 Los enlaces peptídicos son covalentes que unen a los aminoácidos en la cadena polipeptídica.
- 🔁 La estructura secundaria se forma por puentes de hidrógeno entre grupos amino y carboxílicos, dando lugar a conformaciones como la alfa hélice y la beta hoja plegada.
- 🌀 La estructura terciaria se origina a partir de la secundaria y es caracterizada por la forma en que se plegan las cadenas, generalmente en una forma globular.
- 🌐 Las interacciones entre las cadenas laterales (radicales R) estabilizan la estructura terciaria de las proteínas.
- 🌐 Las proteínas fibrosas, como la colágeno y la keratina, tienen una estructura terciaria que se extiende en una dimensión.
- 🌐 Las proteínas globulares, como la mioglobina, tienen una estructura terciaria esférica y son solubles en agua.
- 🔗 La estructura cuaternaria se da en proteínas con más de una cadena polipeptídica, como la hemoglobina, que está formada por cuatro subunidades.
- 🚫 La desnaturalización de las proteínas ocurre cuando se pierden las interacciones que mantienen la estructura terciaria, generalmente debido a cambios en temperatura o pH.
Q & A
¿Cuáles son los cuatro niveles estructurales de las proteínas?
-Los cuatro niveles estructurales de las proteínas son: la estructura primaria, la estructura secundaria, la estructura terciaria y la estructura cuaternaria.
¿Qué indica la estructura primaria de una proteína?
-La estructura primaria indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que se encuentran en dicha cadena.
¿Cómo se forman los enlaces peptídicos en las proteínas?
-Los enlaces peptídicos se forman por la reacción entre el grupo amino de un aminoácido y el grupo carboxilo del aminoácido contiguo, con la liberación de una molécula de agua.
¿Qué es un péptido simple y cómo se diferencia de una cadena polipeptídica?
-Un péptido simple es una cadena corta de dos o más aminoácidos unidos covalentemente por medio de un enlace peptídico. En contraste, una cadena polipeptídica es más larga y puede formar parte de una proteína.
¿Qué es la anemia falsiforme y cómo está relacionada con la estructura primaria de las proteínas?
-La anemia falsiforme es una enfermedad molecular causada por un cambio en la secuencia de aminoácidos de la proteína hemoglobina, lo que altera su estructura primaria y resulta en glóbulos rojos anormales, disminuyendo la concentración de hierro en la sangre.
¿Qué son las estructuras secundarias de las proteínas y cuáles son sus tipos principales?
-Las estructuras secundarias son las conformaciones adoptadas por regiones de la cadena polipeptídica debido a la presencia de puentes de hidrógeno. Los tipos principales son la alfa hélice y la hoja plegada o conformación beta.
¿Cómo se estabilizan las estructuras secundarias de las proteínas?
-Las estructuras secundarias se estabilizan a través de puentes de hidrógeno entre los grupos amino y carboxílicos de los carbonos que forman parte de los enlaces peptídicos.
¿Qué es la estructura terciaria de una proteína y cómo se forma?
-La estructura terciaria es la conformación que adopta una proteína después de su estructura secundaria, formándose generalmente en forma de un globo. Se mantiene estable por enlaces entre las cadenas laterales de los aminoácidos.
¿Cuáles son las fuerzas que estabilizan la estructura terciaria de las proteínas?
-Las fuerzas que estabilizan la estructura terciaria incluyen enlaces covalentes como puentes de sulfuro, y enlaces no covalentes como interacciones hidrofóbicas, puentes electrostáticos y puentes de hidrógeno.
¿Qué es la desnaturalización de una proteína y qué causa?
-La desnaturalización es el proceso por el cual una proteína pierde su estructura tridimensional y, por lo tanto, su función biológica, generalmente debido a cambios bruscos de temperatura o pH que afectan las interacciones que mantienen la estructura terciaria.
¿Qué es la estructura cuaternaria y qué tipos de proteínas la presentan?
-La estructura cuaternaria es la conformación que toman las proteínas que tienen más de una cadena polipeptídica, formando agregados de subunidades. Estas proteínas son conocidas como oligómeros y pueden ser dímeros, trímeros o tetrámeros, como es el caso de la hemoglobina.
Outlines
🔬 Estructuras de las proteínas
El primer párrafo explica los diferentes niveles estructurales de las proteínas: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos en la cadena polipeptídica, que determina la función de la proteína. Se menciona que los enlaces peptídicos son cruciales para la formación de las cadenas y que los enlaces bisulfuro pueden aparecer en la estructura primaria. También se discute la anemia falsiforme como un ejemplo de cómo un cambio en la secuencia de aminoácidos puede afectar la función de una proteína.
🌀 Estructuras secundarias de las proteínas
Este párrafo se centra en las estructuras secundarias de las proteínas, como la alfa hélice y la beta hoja plegada, que se forman debido a la relación espacial de los aminoácidos y a los puentes de hidrógeno. Se describen las características de estas estructuras y se mencionan ejemplos de proteínas que las presentan, como la queratina y la fibroína. Además, se explica que la estructura secundaria no está relacionada con las cadenas laterales y cómo estas estructuras se dan a medida que la proteína se sintetiza.
🌐 Estructuras terciarias y cuaternarias de las proteínas
El tercer párrafo profundiza en la estructura terciaria, que se forma a partir de la secundaria y generalmente resulta en una forma esférica o globular. Se discuten los diferentes tipos de enlaces que mantienen esta estructura, incluyendo enlaces covalentes y no covalentes, y cómo estos enlaces afectan la solubilidad y la función biológica de las proteínas. También se introduce la estructura cuaternaria, que se da en proteínas compuestas de múltiples cadenas polipeptídicas, y se menciona la hemoglobina como un ejemplo. Finalmente, se toca el tema de la desnaturalización y renaturalización de las proteínas y cómo estos procesos afectan la estructura y la función de las mismas.
Mindmap
Keywords
💡Estructura primaria
💡Enlace peptídico
💡Estructura secundaria
💡Alfa hélice
💡Beta hoja plegada
💡Estructura terciaria
💡Enlaces disulfuro
💡Desnaturalización
💡Estructura cuaternaria
💡Hemoglobina
Highlights
Las proteínas tienen cuatro niveles estructurales: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.
La estructura primaria define la secuencia de aminoácidos en la cadena polipeptídica.
La función de una proteína depende de la secuencia de aminoácidos.
Los enlaces peptídicos son covalentes que unen aminoácidos en una cadena polipeptídica.
Los enlaces bisulfuro pueden ocurrir entre aminoácidos de cisteína.
La anemia falsiforme es causada por un cambio en la secuencia de aminoácidos de la hemoglobina.
La estructura secundaria se da por la relación espacial de aminoácidos y puentes de hidrógeno.
Las proteínas pueden tener estructuras secundarias como Alfa hélice o Beta plegada.
La estructura terciaria se forma a partir de la secundaria y suele ser globular.
Las interacciones entre cadenas laterales estabilizan la estructura terciaria.
Las proteínas fibrosas tienen una dimensión predominante, como el colágeno y la keratina.
Las proteínas globulares, como la mioglobina, tienen una forma esférica.
La desnaturalización de proteínas ocurre cuando se pierden las interacciones que mantienen la estructura terciaria.
La renaturalización es el fenómeno por el cual una proteína recupera su estructura y función después de desnaturalizarse.
La estructura cuaternaria se da en proteínas con más de una cadena polipeptídica que forman agregados.
La hemoglobina es un ejemplo de proteína con estructura cuaternaria, compuesta de cuatro subunidades.
Las enlaces covalentes y no covalentes son fundamentales para la estabilidad de las estructuras proteicas.
La organización en distintos tipos de estructuras de las proteínas es esencial para su función biológica.
Transcripts
en el presente video identificaremos las
estructuras de las proteínas las
proteínas están organizadas en cuatro
niveles estructurales la estructura
primaria la estructura secundaria la
estructura terciaria y la estructura
cuaternaria la estructura básica de las
proteínas es la estructura primaria esta
estructura nos va a señalar qué
aminoácidos componen parte de la cadena
polipeptídica y además el orden en que
ellos se van a encontrar en dicha cadena
es importante señalar que la función de
una proteína va a depender de la
secuencia de los aminoácidos que forman
parte de esa cadena polipeptídica como
recordarán indicamos en el video
anterior que los enlaces que forman
parte de las proteínas se denomina
enlace peptídico los péptidos simples
son cadenas cortas de dos o más
aminoácidos que están unidos
covalentemente por medio de un enlace
peptídico ese enlace peptídico como
vimos anteriormente se va a formar por
la reacción entre el grupo amino de un
amino aminoácido y el grupo carboxilo
del aminoácido contiguo con la
liberación de una molécula de agua
formándose cadenas cortas como hemos
dicho péptidos simples de dos o más
aminoácidos si tenemos una cadena
polipeptídica y necesitamos formar
péptidos simples o aminoácidos
individuales esta se realizará por la
acción de una reacción de hidrólisis
parcial en presencia de ácidos o de
enzimas especiales que son capaces de
cortar los enlaces peptídicos
denominadas proteasas finalmente
obtendremos las cadenas cortas de
péptidos o aminoácidos libres en la
estructura primaria de una proteína no
solamente puede presentarse el enlace
peptídico sino en algunas oportunidades
los enlaces denominados bisulfuro que
ocurren entre los aminoácidos en el cual
participa el aminoácido cisteína como
recordarán en el video anterior
mencionamos que existen dos aminoácidos
con presencia de azufre Uno de ellos es
la cisteína este enlace bisulfuro puede
presentarse entre dos cadenas paralelas
de polipéptidos como vemos en este
esquema o dentro de la misma cadena
entre dos residuos de cisteína en este
ejemplo los enlaces bisulfuro los
observamos en la hormona proteica
insulina la estructura primaria es
fundamental para el funcionamiento de
una proteína ya que la secuencia
aminoácidos determina la función que
estáa cumpla en el caso de la anemia
falsiforme es una enfermedad molecular
producida por un cambio en la secuencia
de aminoácidos de la proteína
hemoglobina que se encuentra en los
glóbulos rojos y ese cambio de secuencia
de aminoácidos va a ocasionar la
presencia de glóbulos rojos como vemos
en esta figura en forma de os
disminuyendo la concentración de hierro
en la sangre y produciendo la denominada
anemia falsiforme la siguiente
estructura es la estructura secundaria Y
esta está determinada por la relación en
el espacio de los aminoácidos que forman
parte del esqueleto polipeptídico se
encuentra presente en ciertas regiones
de la cadena polipeptídica o proteína
esa estructura secundaria va a deberse a
la presencia de puentes de hidrógeno
entre los grupos amino y grupo
carboxílicos de los carbonos que forman
parte de los enlaces peptídicos hay que
remarcar que esta estructura secundaria
no está en relación con la cadena
lateral ya que no participa en esa
estructura esa estructura se va dando a
medida meda que la proteína se va
sintetizando y los aminoácidos se van
uniendo uno tras otro y debido a los
enlaces que estos tienen los aminoácidos
van girando y van adoptando una
estructura en el espacio que es la
denominada estructura secundaria las
proteínas pueden presentar diversos
tipos de estructura secundaria entre las
que tenemos la estructura denominada
Alfa hélice y aquella denominada
conformación Beta o de hoja plegada la
primera de las estructuras secundarias
es conocida como Alfa hélice o hélice
Alfa donde el nombre mismo lo indica los
aminoácidos van enrollándose de manera
helicoidal es decir se tuercen como si
fuera una espiral como un resorte como
una escalera de caracol como vemos en
esta imagen donde los escalones estarán
formados por las cadenas laterales de
los aminoácidos y tal como indicamos la
descripción de la estructura secundaria
en esos enlaces van a ir participando
los grupos carboxilos y los grupos
aminos de los aminoácidos formando ese
tipo de enlace y estabilizando la
estructura en forma de una hélice
presente en la estructura secundaria
como ejemplos de proteínas que poseen
estructura secundaria podemos mencionar
a dos una de ellas La queratina la
proteína que se encuentra en la piel a
partir de la cual se derivan el pelo las
uñas plumas cuernos y las subunidades
presentes en la hemoglobina veremos más
adelante que la hemoglobina es una
proteína formada a su vez por cuatro
subunidades ellas presentan la
estructura secundaria el segundo tipo de
estructura secundaria presente en las
proteínas se conoce como conformación
Beta o de hoja plegada en ese caso las
cadenas de aminoácidos que forman parte
de una misma proteína van a est ubicadas
de manera paralela en forma de zigzag en
ese tipo de conformación Beta o de hoja
plegada los grupos aminos se unen
mediante puentes de hidrógeno a los
grupos carboxilo y las cadenas laterales
de los aminoácidos van a disponerse
tanto hacia la parte superior como hacia
la parte inferior aunque no estén
graficados en ese esquema pero van a
estar hacia arriba o hacia abajo quienes
participan directamente en la unión
entre las cadenas de las aminoácidos de
la proteína van a ser el grupo amino y
los grupos carboxilos por medio de
puentes de hidrógeno las cadenas
polipeptidicas están extendidas como
podemos observar van a disponerse lado a
lado y van a tener un aspecto de una
hoja doblada o de una hoja plegada como
es el nombre que se le da a esa
conformación como un ejemplo de una
proteína con conformación Beta tenemos a
la fibroína es esa proteína fabricada
por los gusanos de seda y también por
las arañas el siguiente tipo de
conformación de las proteínas es la
llamada estructura terciaria casi todas
las proteínas adoptan una estructura
terciaria y se forma a partir del
anterior de la estructura secundaria la
cual va a plegarse sobre sí misma
originando generalmente la mayoría de
las veces una estructura en forma de un
globo por eso le denominamos estructura
globular esta conformación globular va a
mantenerse muy estable por la presencia
de enlaces entre los radicales r o
también denominados cadenas laterales si
recordamos en la estructura secundaria
quienes participan en la estabilidad de
esa estructura secundaria no son las
cadenas laterales sino los grupos amino
y los grupos carboxilos de los diversos
aminoácidos las cadenas laterales no
participan en la estructura secundaria
mientras que aquí son las que van a dar
origen a esta estructura la forma
globular que es la que se presenta en la
mayoría de las veces va a facilitar que
las proteínas puedan ser solubles en
agua debido a que los aminoácidos no
polares es decir no solubles en agua van
a ubicarse hacia el interior de la
proteína mientras que los aminoácidos
polares estarán ubicados hacia el
exterior de las proteínas y esto con qué
finalidad para poder interactuar con el
agua cuando están en disolución esa
conformación va a facilitar que las
proteínas cumplan con las principales
propiedades biológicas que conocemos y
que veremos en un video posterior Como
por ejemplo actuar como hormonas como
enzimas o ser proteínas de transporte de
sustancias en aquellas proteínas que
poseen una sola cadena polipeptídica la
estructura terciaria es su máxima
información estructural dentro de la
estructura terciaria encontraremos dos
tipos aquellas proteínas que van a
formar estructuras del tipo fibroso y
proteínas que formarán estructuras del
tipo globular las proteínas del tipo
fibroso van a denominarse así debido a
que una de las dimensiones va a ser
mucho mayor que las otras dos como vemos
en ese esquema es más larga que ancha y
esto a qué se debe a que los elemento de
la estructura secundaria descritos hace
un momento van a realizar ligeras
torsiones a lo largo de estas cadenas
por eso podemos mencionar proteínas que
también pusimos como ejemplo dentro de
la estructura secundaria ya que la
estructura secundaria descrita ha
realizado ligera torsión y dentro de
proteínas del tipo fibroso vamos a
encontrar al colágeno a la keratina y a
la fibroína mientras que las proteínas
del tipo globular van a ser las más
frecuentes que se encuentran dentro de
todas las proteínas y no predomina
ninguna dimensión ni largo ni ancho ni
profundidad por eso la forma
característica es esférica como vemos en
esta imagen un ejemplo de proteína con
estructura del tipo globular es la
mioglobina que es aquella proteína que
transporta el oxígeno en el músculo de
los mamíferos las fuerzas que van a
estabilizar la estructura terciaria van
a presentarse entre las distintas
cadenas laterales es decir los grupos
llamados radicales o grupos r de los
aminoácidos presentes en las cadenas
polipeptídicas esos tipos de enlaces son
dos los enlaces covalentes y los enlaces
no covalentes como enlace covalente se
presentan los puentes y sulfuro
anteriormente que se van a originar al
estar en contacto los aminoácidos del
tipo cisteína en cuyo interior
encontramos átomos de azufre pero
también podemos encontrar enlaces no
covalentes como las interacciones
hidrofóbicas los puentes electrostáticos
y los puentes de hidrógeno aunque no son
exactamente un tipo de enlace sino una
atracción entre átomos o moléculas que
tienen distinta carga podemos ver en
este esquema la presencia de los
diversos tipos de enlaces presentes en
las estructuras terciarias de las
proteínas los puentes de sulfuro las
interacciones hidrofóbicas puentes
electrostáticos y también los puentes de
hidrógeno la estructura terciaria es
fundamental para el buen funcionamiento
de una proteína cuando desaparezcan las
interacciones que hemos mencionado en la
estructura terciaria la proteína se va a
desestabilizar y va a perder su
estructura tridimensional perdiendo a su
vez su función y precipitando a ese
fenómeno se le denomina
desnaturalización de la proteína y puede
deberse a cambios bruscos de temperatura
o pH que afecte a la cadena
polipeptídica en ese esquema al lado
izquierdo tenemos una proteína normal
con su estructura tridimensional debido
a los a la participación de las cadenas
laterales formando esos enlaces que
hemos mencionado si hay un cambio brusco
de temperatura o de pH la proteína
pierde su actividad biológica debido a
que esos enlaces se van a romper y se
dice que la proteína se ha
desnaturalizado en oportunidades podría
volverse a originar la proteína normal y
que esta recupere su actividad biológica
fenómeno denominado
renaturalización el último tipo de
conformación que pueden adoptar las
proteínas es la estructura cuaternaria
esa estructura es la conformación que
toma las proteínas que tienen más de una
cadena polipeptídica estas cadenas
forman en verdad agregados de la
subunidades que las conforman Y no están
ligadas o unidas unas a otras por
enlaces del tipo disulfuro o cualquier
otro tipo de enlace covalente estas
proteínas son conocidas también como
oligómeros siendo las más comunes los
que están formados por dos denominados
dímeros o tres trímero o cuatro
tetrámero como vemos en es esquema vemos
un dímero formado por dos subunidades de
polipéptidos un ejemplo de una proteína
con estructura cuaternaria es la
hemoglobina la hemoglobina está formada
por cuatro subunidades cada una de ellas
con estructura terciaria tal cual lo
hemos visto hace un momento dos de ellas
son iguales denominadas cadenas Alfa y
dos cadenas Beta cada una ellas tiene en
el centro como podemos apreciar un átomo
de hierro que forma parte del grupo hemo
que es el encargado de transportar el
oxígeno a todo nuestro organismo para
finalizar recordemos entonces que las
proteínas están organizadas en cuatro
tipos de estructuras la denominada
estructura primaria la estructura
secundaria estructura terciaria y
estructura cuaternaria Y esa
organización en distintos tipos de
estructuras se mantienen estables por la
presencia de enlaces característicos que
hemos descrito por ejemplo la estructura
primaria es tan solo la secuencia de los
aminoácidos presentes a lo largo de la
cadena polipeptídica mientras que en la
estructura secundaria vamos a encontrar
enlaces característicos Como por ejemplo
aquellos que se forman entre el grupo
carboxilo y el grupo amino de dos
aminoácidos diferentes dando origen a
las estructuras características de esta
estructura secundaria llamadas Alfa
hélice o hoja plegada o con formación
Beta esas estructuras se van a originar
a partir de la presencia de enlaces de
hidrógeno entre estos grupos en ese tipo
de conformación tan solo participan el
grupo amino y el grupo carboxilo
mientras que no va a formar parte de los
enlaces la cadena lateral o grupo
radical r mientras que en la estructura
terciaria vamos a encontrar
interacciones entre las cadenas
laterales o cadenas r de los aminoácidos
dando origen principalmente a proteínas
del tipo globular esta estructura
globular es importantísima porque
favorece el funcionamiento correcto de
las proteínas y que cumplan las
distintas funciones que les corresponde
como el actuar como hormonas en la
actividad enzimática entre otras
mientras que la estructura más compleja
de todas es la estructura cuaternaria
donde encontramos que están formadas por
más de dos unidades de polipéptidos un
ejemplo carístico es la hemoglobina en
un siguiente video estaremos
describiendo la clasificación y
características de las proteínas
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