Ejercicio resuelto de Proteínas · Biología · La Rioja · 2021

Defina qué es una proteína. ¿Qué se entiende por estructura primaria y secundaria de una proteína? Explique los enlaces y fuerzas que estabilizan ambas estructuras. [1 punto]

$\mathbf{\text{Defina}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{prote}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{na.}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{entiende}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{estructura}}\mathbf{\text{primaria}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{secundaria}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{prote}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{na?}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{enlaces}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{fuerzas}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{estabilizan}}\mathbf{\text{ambas}}\mathbf{\text{estructuras.}}\mathbf{\text{[1}}\mathbf{\text{punto]}}$

Una proteína es un polímero de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos que, superado cierto tamaño —en torno a cincuenta aminoácidos—, adopta una conformación tridimensional definida de la que depende su función. Es la biomolécula más versátil de la célula: actúa como enzima, como elemento estructural, como transportador, como receptor, como anticuerpo y como regulador.

La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos, es decir, el número, el tipo y el orden en que se disponen desde el extremo amino terminal hasta el carboxilo terminal. Viene determinada directamente por la secuencia de nucleótidos del gen, y de ella dependen todos los demás niveles: la proteína se pliega como se pliega porque su secuencia es la que es.

La estructura secundaria es la disposición espacial que adopta la cadena de manera local y regular, por plegamiento repetitivo de tramos de la misma. Las dos formas principales son la $\alpha$-hélice, en la que la cadena se enrolla en espiral dextrógira con unos $\mathrm{3,6}$ aminoácidos por vuelta y los radicales hacia fuera, y la lámina u hoja $\beta$ plegada, en la que varios tramos de la cadena se disponen en zigzag, paralelos o antiparalelos entre sí. Un caso particular es la hélice de colágeno, más extendida y estabilizada por tres cadenas enrolladas entre sí.

En cuanto a los enlaces y fuerzas que las estabilizan, la diferencia entre ambos niveles es tajante.

La estructura primaria se mantiene por enlaces peptídicos, que son enlaces covalentes entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, formados por condensación con pérdida de agua. Por ser covalentes son muy fuertes y estables, y solo se rompen por hidrólisis enzimática o en condiciones drásticas. De ahí que la desnaturalización, que destruye los demás niveles, deje intacta la estructura primaria.

La estructura secundaria se mantiene por puentes de hidrógeno, que son enlaces débiles, y además entre átomos del propio esqueleto peptídico y no de los radicales: se establecen entre el oxígeno del grupo $-CO-$ de un aminoácido y el hidrógeno del grupo $-NH-$ de otro. En la $\alpha$-hélice se forman entre aminoácidos separados por cuatro posiciones dentro de la misma cadena, y en la lámina $\beta$, entre tramos de cadena contiguos. Individualmente son débiles, pero al ser tan numerosos y estar dispuestos con regularidad estabilizan el conjunto.