Ejercicio resuelto de Proteínas · Biología · 2024

En la figura aparece representada una biomolécula:



a) ¿De qué biomolécula se trata? (0,2)

b) Indique sus componentes esenciales y nombre el tipo de enlace que se establece entre ellos. Describa como se forma este enlace y cite tres características del mismo. (1,0)

c) ¿Qué estructura secundaria es la representada? (0,2)

d) Indique qué enlaces mantienen estable esta estructura y entre qué átomos se forman. (0,6)

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{¿De}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{biomol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cula}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{trata?}}\mathbf{\text{(0,2)}}$

Se trata de una proteína. La figura representa un fragmento de cadena polipeptídica enrollada, en la que se distinguen los grupos $C=O$ y $N-H$ del esqueleto y las cadenas laterales R que salen hacia fuera.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{sus}}\mathbf{\text{componentes}}\mathbf{\text{esenciales}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{nombre}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{enlace}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{establece}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{ellos.}}\mathbf{\text{Describa}}\mathbf{\text{como}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{enlace}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{cite}}\mathbf{\text{tres}}\mathbf{\text{caracter}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{sticas}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{mismo.}}\mathbf{\text{(1,0)}}$

Sus componentes esenciales son los aminoácidos: moléculas que llevan unidos al mismo carbono, llamado carbono alfa, un grupo amino, un grupo carboxilo, un átomo de hidrógeno y una cadena lateral R que es la que distingue a unos de otros. Hay veinte aminoácidos proteicos.

El enlace que los une es el enlace peptídico. Se forma por condensación entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, con pérdida de una molécula de agua:

$-COOH+H_{2}N-⟶-CO-NH-+H_{2}O$

Tres características del enlace peptídico:

Es un enlace covalente de tipo amida, y por tanto fuerte y estable: no se rompe por calor ni por cambios moderados de pH, sino solo por hidrólisis enzimática o en condiciones drásticas.

Tiene carácter parcial de doble enlace por resonancia, de modo que no puede girar libremente: es rígido y todos sus átomos —el carbono, el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno— quedan en un mismo plano. Los únicos giros posibles son los de los enlaces contiguos al carbono alfa, y eso es lo que hace que la cadena solo pueda plegarse de unas pocas maneras.

Es polar, porque el oxígeno del carbonilo y el hidrógeno del grupo amida quedan con carga parcial: pueden por tanto formar puentes de hidrógeno, que son los que sostienen la estructura secundaria.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{estructura}}\mathbf{\text{secundaria}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{representada?}}\mathbf{\text{(0,2)}}$

La representada es la hélice alfa: la cadena se enrolla sobre sí misma en una hélice dextrógira, con las cadenas laterales R proyectadas hacia el exterior y el esqueleto formando el eje.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{enlaces}}\mathbf{\text{mantienen}}\mathbf{\text{estable}}\mathbf{\text{esta}}\mathbf{\text{estructura}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tomos}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{forman.}}\mathbf{\text{(0,6)}}$

La estabilizan los puentes de hidrógeno, que son enlaces débiles pero muy numerosos. Se establecen entre el oxígeno del grupo carbonilo ($C=O$) de un aminoácido y el hidrógeno del grupo amida ($N-H$) de otro aminoácido de la misma cadena, situado cuatro posiciones más adelante; en la figura son las líneas de puntos verticales que unen una vuelta de la hélice con la siguiente.

Al ser paralelos al eje de la hélice y repetirse a lo largo de toda ella, esos puentes mantienen las vueltas apiladas a distancia constante. Que sean enlaces débiles explica que el calor o un cambio de pH deshagan la hélice —la proteína se desnaturaliza— sin romper la cadena de aminoácidos.