Ejercicio resuelto de Proteínas · Biología · 2023

En relación con las proteínas:
A) Indique el nombre de los monómeros o unidades moleculares que forman las proteínas y el del enlace que los une; describa dicho enlace (0,6 puntos).
B) Explique en qué consiste la desnaturalización de una proteína y cómo afecta a la misma; mencione tres condiciones en las que se puede producir este fenómeno (1 punto).
C) ¿Es la desnaturalización de las proteínas un proceso reversible? Razone la respuesta (0,4 puntos).

$\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{nombre}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{mon}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{meros}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{unidades}}\mathbf{\text{moleculares}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{forman}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{prote}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{nas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{enlace}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{une;}}\mathbf{\text{describa}}\mathbf{\text{dicho}}\mathbf{\text{enlace}}\mathbf{\text{(0,6}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Los monómeros que forman las proteínas son los aminoácidos, moléculas que poseen un grupo carboxilo, un grupo amino y una cadena lateral o radical unidos al mismo carbono $\alpha$. En las proteínas intervienen veinte aminoácidos distintos, que se diferencian precisamente por ese radical.

El enlace que los une es el enlace peptídico. Es un enlace covalente de tipo amida que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, con pérdida de una molécula de agua; se trata, por tanto, de una reacción de condensación. El grupo resultante $-\mathrm{C}\mathrm{O}-\mathrm{N}\mathrm{H}-$ presenta carácter parcial de doble enlace por resonancia, de modo que es rígido, plano y no permite el giro, lo que condiciona el plegamiento posterior de la cadena. Al encadenarse los aminoácidos queda un extremo con el grupo amino libre, el amino-terminal, y otro con el carboxilo libre, el carboxilo-terminal, que marcan el sentido de lectura de la proteína.

$\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{consiste}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{desnaturalizaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{prote}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{na}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{afecta}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{misma;}}\mathbf{\text{mencione}}\mathbf{\text{tres}}\mathbf{\text{condiciones}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{puede}}\mathbf{\text{producir}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{fen}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{meno}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto).}}$

La desnaturalización consiste en la pérdida de la conformación tridimensional de una proteína, es decir, de sus estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria, por rotura de los enlaces débiles que las estabilizan: puentes de hidrógeno, interacciones hidrófobas, fuerzas de Van der Waals y atracciones iónicas, y en ocasiones también de los puentes disulfuro.

No afecta, en cambio, a la estructura primaria: los enlaces peptídicos no se rompen y la secuencia de aminoácidos se conserva intacta. La cadena queda desplegada, en forma de filamento al azar.

Las consecuencias son dos. La proteína pierde su función biológica, porque esta depende de la forma; una enzima desnaturalizada deja de tener centro activo y no cataliza. Y pierde solubilidad, porque los radicales hidrófobos que estaban ocultos en el interior quedan expuestos al agua, de manera que las moléculas se agregan y precipitan, como se observa al cuajar la clara del huevo.

Tres condiciones que la provocan son el aumento de la temperatura, que agita las moléculas y rompe los enlaces débiles; los cambios bruscos de pH, que alteran la ionización de los grupos ácidos y básicos y deshacen las atracciones iónicas; y la variación de la concentración salina del medio. También la desnaturalizan los disolventes orgánicos, los detergentes, los metales pesados y la agitación mecánica intensa.

$\mathbf{\text{C)}}\mathbf{\text{¿Es}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{desnaturalizaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{prote}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{nas}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{reversible?}}\mathbf{\text{Razone}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{respuesta}}\mathbf{\text{(0,4}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Puede serlo, pero no siempre lo es, y la razón está en que la estructura primaria se conserva.

Como la secuencia de aminoácidos es la que determina el plegamiento, si el agente desnaturalizante es suave y se retira a tiempo la cadena puede volver a plegarse espontáneamente y recuperar su conformación y su función. Ese proceso se denomina renaturalización.

En la mayoría de los casos, sin embargo, la desnaturalización es irreversible. Al desplegarse muchas moléculas a la vez, sus radicales hidrófobos, ahora expuestos, interaccionan entre cadenas distintas en lugar de hacerlo dentro de la misma, las proteínas se agregan y precipitan, y ya no pueden volver a su forma nativa. Por eso un huevo cocido no vuelve a ser líquido.