Ejercicio resuelto de Proteínas · Biología · Asturias · 2025

El esquema adjunto representa una proteína asociada a una molécula de ADN. El recuadro 1 es una ampliación de una zona de la proteína y el recuadro 2 es una ampliación de la molécula de ADN.




1. Indique cuál es la unidad fundamental de las proteínas, qué enlace establecen explicando los grupos químicos implicados e identifique los átomos señalados con las letras A, B, C y D. [1 punto]

2. Indique los nombres de los dos tipos principales de conformaciones de la estructura secundaria de una proteína, señalando los tipos de enlace que mantienen estable dicha estructura y los grupos químicos entre los que se establecen estos enlaces. [1 punto]

3. Señale a qué nivel estructural de la proteína que se representa afectaría un cambio que produjera la separación de las dos cadenas peptídicas y explique qué efecto tendría. [0,5 puntos]

$\textbf{1. Indique cuál es la unidad fundamental de las proteínas, qué enlace establecen explicando los grupos químicos implicados e identifique los átomos señalados con las letras A, B, C y D. [1 punto]}$

La unidad fundamental de las proteínas es el $\textbf{aminoácido}$: una molécula con un carbono $\alpha$ al que se unen un grupo amino, un grupo carboxilo, un hidrógeno y un radical variable R, que es lo que distingue a unos aminoácidos de otros. En el recuadro 1 los radicales aparecen precisamente como R1, R2, R3 y R4.

El enlace que los une es el $\textbf{enlace peptídico}$. Se forma por reacción de condensación entre el grupo $\textbf{carboxilo}$ ($-\mathrm{COOH}$) de un aminoácido y el grupo $\textbf{amino}$ ($-\mathrm{NH_2}$) del siguiente, con pérdida de una molécula de agua. Lo que queda es una unión $-\mathrm{CO}\text{-}\mathrm{NH}-$, es decir, un enlace amida, con carácter parcial de doble enlace: por eso los seis átomos del grupo peptídico son coplanarios y no puede girar en torno a él, lo que condiciona todo el plegamiento posterior.

Comparando el dibujo con esa estructura, los átomos señalados son:

$\text{Letra}$	$\text{Color en el esquema}$	$\text{Átomo}$
A	Gris	Carbono
B	Rojo	Oxígeno
C	Amarillo	Nitrógeno
D	Verde	Hidrógeno

Se reconocen sin ambigüedad: el rojo aparece siempre unido por doble enlace a un carbono, formando el carbonilo; el amarillo es el que enlaza un carbono con el siguiente y lleva un hidrógeno, es decir, el nitrógeno del grupo amino; y el verde, el más pequeño y siempre terminal, es el hidrógeno.

$\textbf{2. Indique los nombres de los dos tipos principales de conformaciones de la estructura secundaria de una proteína, señalando los tipos de enlace que mantienen estable dicha estructura y los grupos químicos entre los que se establecen estos enlaces. [1 punto]}$

Los dos tipos principales son la $\boldsymbol{\alpha}$-$\textbf{hélice}$ y la $\textbf{lámina}$ $\boldsymbol{\beta}$ o conformación $\beta$ plegada. En la primera la cadena se enrolla en espiral dextrógira, con 3,6 aminoácidos por vuelta y los radicales hacia fuera; en la segunda la cadena se dispone en zigzag y varios tramos se colocan uno junto a otro, en paralelo o en antiparalelo, formando una superficie plegada en abanico.

Las dos se mantienen estables por $\textbf{puentes de hidrógeno}$, que son uniones débiles pero muy numerosas.

Esos puentes se establecen entre los grupos del esqueleto peptídico, no entre los radicales: concretamente entre el $\textbf{oxígeno del grupo carbonilo}$ ($\mathrm{C{=}O}$) de un enlace peptídico y el $\textbf{hidrógeno del grupo amino}$ ($\mathrm{N{-}H}$) de otro. La diferencia está en cuáles: en la $\alpha$-hélice se forman dentro de la misma cadena, entre un aminoácido y el situado cuatro posiciones más adelante, y quedan paralelos al eje de la hélice; en la lámina $\beta$ se forman entre tramos distintos, perpendiculares a las cadenas.

$\textbf{3. Señale a qué nivel estructural de la proteína que se representa afectaría un cambio que produjera la separación de las dos cadenas peptídicas y explique qué efecto tendría. [0,5 puntos]}$

La proteína del esquema está formada por $\textbf{dos cadenas polipeptídicas}$ distintas, dibujadas en dos colores, de modo que separarlas afectaría a la $\textbf{estructura cuaternaria}$, que es precisamente el nivel que describe cómo se asocian entre sí varias subunidades ya plegadas.

El efecto sería la $\textbf{pérdida de la función}$. Cada subunidad conservaría su estructura primaria, secundaria y terciaria, pero el sitio funcional de una proteína con estructura cuaternaria se forma en la interfaz entre subunidades, y al separarlas desaparece. En este caso concreto, la proteína es un factor que reconoce el ADN, y son las dos cadenas juntas las que crean la superficie capaz de encajar en la doble hélice; sueltas, la afinidad por el ADN se pierde y la proteína deja de regular al gen. Es lo mismo que le ocurre a la hemoglobina cuando se disocian sus cuatro cadenas: cada una sigue fijando oxígeno, pero se pierde la cooperatividad, que es lo que la hace útil.