PROTEÍNAS:POLÍMEROS LINEALES DE AMINOÁCIDOS

Los Aminoácidos:Los Aminoácidos:La fórmula general de un aminoácido es:La fórmula general de un aminoácido es:

R puede ser una de 20 tipos diferentes de R puede ser una de 20 tipos diferentes de cadena lateral. A pH 7, los grupos amino y cadena lateral. A pH 7, los grupos amino y

carboxilo se encuentran ionizados.carboxilo se encuentran ionizados.

carbono carbono

grupo grupo --aminoamino

cadena lateralcadena lateral

grupo carboxilogrupo carboxilo

carbono carbono

grupo grupo --aminoamino

cadena lateralcadena lateral

grupo carboxilogrupo carboxilo

Familias de Aminoácidos:Familias de Aminoácidos:

Los aminoácidos comunes se agrupan en función Los aminoácidos comunes se agrupan en función de la naturaleza química de sus cadenas lateralesde la naturaleza química de sus cadenas laterales

ácidasácidasbásicasbásicas

polares sin cargapolares sin cargano polaresno polares

Los nombres de estos 20 aminoácidos tienen Los nombres de estos 20 aminoácidos tienen abreviaturas de tres letras y de una letraabreviaturas de tres letras y de una letra

Por ejemplo: Alanina = Ala = APor ejemplo: Alanina = Ala = A

Cadenas Laterales Acidas:Cadenas Laterales Acidas:

ácido ácido aspárticoaspárticoAsp o DAsp o D

ácido glutámicoácido glutámicoGlu o EGlu o E

Cadenas Laterales Básicas:Cadenas Laterales Básicas:

lisinalisinaLys o KLys o K

argininaargininaArg o RArg o R

histidinahistidinaHis o HHis o H

asparraginaasparraginaAsn o NAsn o N

glutaminaglutaminaGln o QGln o Q

Aunque el N de la amida no está cargada a pH neutro, la molécula es polarAunque el N de la amida no está cargada a pH neutro, la molécula es polar

serinaserinaSer o SSer o S

treoninatreoninaThr o TThr o T

tirosinatirosinaTyr o YTyr o Y

El grupo –OH es polarEl grupo –OH es polar

Cadenas Laterales Polares Sin Carga:Cadenas Laterales Polares Sin Carga:

Cadenas Laterales No PolaresCadenas Laterales No PolaresalaninaalaninaAla o AAla o A

valinavalinaVal o VVal o V

isoleucinaisoleucinaIle o IIle o I

leucinaleucinaLeu o LLeu o L

prolinaprolinaPro o PPro o P

fenilalaninafenilalaninaPhe o FPhe o F

metioninametioninaMet o MMet o M

triptófanotriptófanoTrp o WTrp o W

cisteínacisteínaCys o CCys o C

glicinaglicinaGly o GGly o G

En las proteínas se pueden formarEn las proteínas se pueden formar puentes puentes disulfuro disulfuro entre las cadenas laterales de dos entre las cadenas laterales de dos

cisteínascisteínas

Por ejemplo el péptido MSADKCGEDH tendrá una carga neta, a pH neutro, de -1- + +- -00000

Ácido aspárticoÁcido glutámico

AspGlu

DE

NegativaNegativa

ArgininaLisinaHistidina

ArgLysHis

RKH

PositivaPositivaPositiva

AsparaginaGlutaminaSerinaTreoninaTirosina

AsnGlnSerThrTyr

NQSTY

Polar sin cargaPolar sin cargaPolar sin cargaPolar sin cargaPolar sin carga

AlaninaGlicinaValinaLeucinaIsoleucinaProlinaFenilalaninaMetioninaTriptófanoCisteína

AlaGlyValLeuIleProPheMetTrpCys

AGVLIPFMWC

ApolarApolarApolarApolarApolarApolarApolarApolarApolarApolar

AMINOÁCIDO CADENA LATERAL AMINOÁCIDO CADENA LATERAL

Formación del Enlace peptídicoFormación del Enlace peptídico

Formación del Enlace PeptídicoFormación del Enlace Peptídico

Extremo Amino-terminalNH2-terminal o

N-terminal

Extremo Carboxilo-terminalCOO--terminal o

C-terminal

Condensación(liberación de 1

molécula de agua)

Formación Formación de una de una Cadena Cadena

PolipeptídicaPolipeptídica

Residuos aminoacídicos

Polipéptido

Dipéptido

Enlace peptídico

Cadena Polipeptídica

(Proteína)

NIVELES DE ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS NIVELES DE ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS

ESTRUCTURA PRIMARIA:Es la secuencia de aminoácidos (aá) de la proteína. Indica qué aás.

componen la proteína y el orden en que se encuentran.

Por lo tanto en la estructura primaria de una proteínas intervienen solamente los enlaces peptídicos (covalentes)

ESTRUCTURA SECUNDARIA: Es la disposición de la estructura primaria en el espacio

Ambos elementos de estructura secundaria se mantienen gracias a puentes de hidrógeno.

Existen dos tipos de elementos de estructura secundaria:

la (alfa)-hélice la conformación (beta) (también llamada hoja plegada , hoja plisada , sábana

ESTRUCTURA TERCIARIA ESTRUCTURA TERCIARIA Es la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido Es la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido

al plegarse sobre sí misma, originando una conformación al plegarse sobre sí misma, originando una conformación globular. globular.

“estructura secundaria”

“estructura terciaria”mioglobina

Interacciones que intervienen en la estructura terciaria de las proteínas

Interacciones Hidrofóbicas (agrupamiento de grupos hidrofóbicos que huyen del agua) y Fuerzas de Van der Waals

Esqueleto del polipéptido

Puentes de Hidrógeno

Puentes Disulfuro(covalentes)

Enlaces Iónicos

ESTRUCTURA CUATERNARIA ESTRUCTURA CUATERNARIA Consiste en la unión de dos a más cadenas polipeptídicas con Consiste en la unión de dos a más cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Generalmente estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Generalmente estos complejos se forman mediante enlaces débiles (no covalentes), estos complejos se forman mediante enlaces débiles (no covalentes), pero en algunos casos ocurren uniones covalentes entre las diferentes pero en algunos casos ocurren uniones covalentes entre las diferentes cadenas, en la forma de puentes disulfuro.cadenas, en la forma de puentes disulfuro.

Hemoglobina: una proteína formada por la disposición simétrica de dos subunidades diferentes

Estructura Primaria- Enlaces covalentes (enlace peptídico)

Estructura Secundaria- Enlaces puente de hidrógeno

Estructura Terciaria- Interacciones no covalentes:

- puentes de hidrógeno- enlaces iónicos- fuerzas de Van der Waals- interacciones hidrofóbicas

- Enlaces covalentes (puentes disulfuro)

Estructura Cuaternaria- Fundamentalmente interacciones no covalentes:

- puentes de hidrógeno- enlaces iónicos- fuerzas de Van der Waals- interacciones hidrofóbicas

- Enlaces covalentes en algunos casos

Secuencia de aminoácidos

Estructura

hélice

Cadena polipeptídica

plegada

Asociación de dos o más cadenas polipeptídicas

“Random coil”

FUNCIONES Y EJEMPLOS DE PROTEÍNAS FUNCIONES Y EJEMPLOS DE PROTEÍNAS

EstructuralEstructural

•Como las Como las glucoproteínasglucoproteínas que forman parte de las membranas. que forman parte de las membranas. •Las Las histonashistonas que forman parte de los cromosomas que forman parte de los cromosomas •El El colágenocolágeno, del tejido conjuntivo fibroso. , del tejido conjuntivo fibroso. •La La elastinaelastina, del tejido conjuntivo elástico. , del tejido conjuntivo elástico. •La La queratinaqueratina de la epidermis. de la epidermis.

EnzimáticaEnzimática •Son las más numerosas y especializadas. Actúan como Son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas biocatalizadores de las reacciones químicas

HormonalHormonal •Insulina y glucagónInsulina y glucagón •Hormona del crecimientHormona del crecimiento o •CalcitoninaCalcitonina

DefensivaDefensiva •InmunoglobulinaInmunoglobulina •Trombina y fibrinógenoTrombina y fibrinógeno

TransporteTransporte•HemoglobinaHemoglobina •HemocianinaHemocianina •CitocromosCitocromos

ReservaReserva•OvoalbúminaOvoalbúmina, de la clara de huevo , de la clara de huevo •GliadinaGliadina, del grano de trigo , del grano de trigo •LactoalbúminaLactoalbúmina, de la leche, de la leche

La Interacción Proteína-Ligando es Altamente SelectivaLa Interacción Proteína-Ligando es Altamente Selectiva

ligando

proteína

Sitio de unión

uniones no covalentes

Mientras más interacciones ocurran entre una proteína y su ligando, mayor es la fuerza o AFINIDAD de la unión

Enzima = Enzima = CCatalizadoratalizadorUn catalizador es una sustancia que acelera una reacción Un catalizador es una sustancia que acelera una reacción química, hasta hacerla instantánea o casi instantánea. Un química, hasta hacerla instantánea o casi instantánea. Un catalizador acelera la reacción al disminuir la energía de catalizador acelera la reacción al disminuir la energía de activación. Esto se denomina activación. Esto se denomina efecto Tunelefecto Tunel..

Características De La Acción Enzimática Características De La Acción Enzimática La característica más sobresaliente de los enzimas es su elevada especificidad. La característica más sobresaliente de los enzimas es su elevada especificidad. Esta es doble y explica que no se formen subproductos: Esta es doble y explica que no se formen subproductos:

• Especificidad de sustratoEspecificidad de sustrato. El sustrato (S) es la molécula sobre la que. El sustrato (S) es la molécula sobre la que lala enzima ejerce su acción catalítica. enzima ejerce su acción catalítica. • Especificidad de acciónEspecificidad de acción. Cada reacción está catalizada por un. Cada reacción está catalizada por unaa enzima enzima específicespecíficaa. .

E + S ES EP E E + S ES EP E + P+ PEnzima Sustrato Complejo Complejo Enzima Enzima Sustrato Complejo Complejo Enzima ProductoProducto Enzima- Enzima-Enzima- Enzima- sustrato Producto sustrato Producto

CATÁLISISCATÁLISIS

El Sitio Activo de una EnzimaEl Sitio Activo de una Enzima

La Enzima y su Sustrato La Enzima y su Sustrato Unión al Sitio Activo Unión al Sitio Activo Formación y liberaciónFormación y liberaciónde Productosde Productos

Algunas enzimas actúan con la ayuda de estructuras no proteícas. En Algunas enzimas actúan con la ayuda de estructuras no proteícas. En función de su naturaleza se denominan:función de su naturaleza se denominan:

1.1. Cofactor. Cuando se trata de iones o moléculas inorgánicas. Cofactor. Cuando se trata de iones o moléculas inorgánicas.

2.2. Coenzima. Cuando es una molécula orgánica. Aquí se puede Coenzima. Cuando es una molécula orgánica. Aquí se puede señalar, que muchas señalar, que muchas vitaminasvitaminas funcionan como coenzimas; y funcionan como coenzimas; y realmente las deficiencias producidas por la falta de vitaminas realmente las deficiencias producidas por la falta de vitaminas responde más bien a la pérdida de la función de una determinada responde más bien a la pérdida de la función de una determinada enzima en el que la vitamina es el coenzima.enzima en el que la vitamina es el coenzima.

Cofactores y CoenzimasCofactores y Coenzimas

cada enzima cataliza una reacción química específica. En el ejemplo, un juego de enzimas actuando en serie convierte la molécula A en la molécula F,

constituyendo una vía metabólica.

Cómo un Conjunto de Reacciones Catalizadas por Cómo un Conjunto de Reacciones Catalizadas por Enzimas Genera una Enzimas Genera una Vía MetabólicaVía Metabólica

Inhibición por retroalimentación negativa de una vía biosintética Inhibición por retroalimentación negativa de una vía biosintética sencilla.sencilla. El producto final Z inhibe a la primera enzima responsable de su El producto final Z inhibe a la primera enzima responsable de su síntesis y de esta manera controla su propio nivel en la célula. Este es una síntesis y de esta manera controla su propio nivel en la célula. Este es una ejemplo de regulación negativa. ejemplo de regulación negativa.

Regulación negativa

Ácidos Nucleicos

Polímeros lineales de nucleótidos

NucleótidosNucleótidos

Base nitrogenada

Azúcar

Fosfato

Las subunidades de los ácidos nucleicosLas subunidades de los ácidos nucleicos

AzúcaresAzúcares

PentosaPentosaun azúcar un azúcar

de 5 carbonosde 5 carbonos

Cada uno de los carbonos Cada uno de los carbonos numerados del azúcar de un numerados del azúcar de un nucleótido se indica con una nucleótido se indica con una comilla tras el número; así, se comilla tras el número; así, se habla del “carbono 5-prima”, etc.habla del “carbono 5-prima”, etc.

Se utilizan Se utilizan 2 tipos2 tipos

La La --DD-ribosa-ribosa forma parte del forma parte del

ácido ácido riboribonucleico nucleico

La La --DD--desoxirribosadesoxirribosa forma parte del forma parte del

ácido ácido desoxirribodesoxirribonucleicnucleic

o o

BasesBases

uracilouracilo

citosinacitosina

timinatimina

guaninaguanina

adeninaadenina

Son compuestos que contienen anillos nitrogenados, tanto pirimidinas Son compuestos que contienen anillos nitrogenados, tanto pirimidinas como purinascomo purinas

Pirimidina Purina

FosfatosFosfatosSe unen al hidroxilo del carbono 5’ de la ribosa o Se unen al hidroxilo del carbono 5’ de la ribosa o

desoxirribosa.desoxirribosa. Existen los nucleótidos mono-, di- y trifosfato.Existen los nucleótidos mono-, di- y trifosfato.

Como en el AMPComo en el AMP

Como en el ADPComo en el ADP

Como en el ATPComo en el ATP

El fosfato hace que el nucleótido quede cargado negativamenteEl fosfato hace que el nucleótido quede cargado negativamente

NomenclaturaNomenclatura

azúcar

Base Nucleósido AbreviaturaBase Nucleósido Abreviatura

Adenina adenosina Adenina adenosina AAGuanina guanosina Guanina guanosina GGCitosina citidina Citosina citidina CCTimina timidina Timina timidina TTuracilo uridina uracilo uridina UU

Los nucleótidos se abrevian con 3 Los nucleótidos se abrevian con 3 letras mayúsculas, por ejemplo:letras mayúsculas, por ejemplo:

AMP = adenosin monofosfatoAMP = adenosin monofosfatodAMP = desoxiadenosindAMP = desoxiadenosin monofosfatomonofosfatoUDP = uridin difosfatoUDP = uridin difosfatoATP = adenosin trifosfatoATP = adenosin trifosfato

NUCLEÓTIDO:-Base-Azúcar-Fosfato(s)

NUCLEÓSIDO

Estructura del Enlace entre Nucleótidos:Estructura del Enlace entre Nucleótidos:ENLACE FOSFODIÉSTERENLACE FOSFODIÉSTER

Extremo 3’-OH

Extremo 5’-PO4

Cadenas de ácidos Cadenas de ácidos nucleicosnucleicos

Por convención, la secuencia de bases de

un ácido nucleico se escribe SIEMPRE en

dirección 5’ 3’

5’ – C A G – 3’

C

A

G

El Ácido Desoxirribonucleico (ADN o DNA) El Ácido Desoxirribonucleico (ADN o DNA) Existe en la Célula como una Doble Hebra Existe en la Célula como una Doble Hebra

ANTIPARALELAANTIPARALELA

5’ 3’

3’ 5’

TIMINA

ADENINA GUANINA

CITOSINA

ESQUELETO DE AZÚCAR-FOSFATO

El Ácido Desoxirribonucleico (ADN o DNA) es una Doble HéliceEl Ácido Desoxirribonucleico (ADN o DNA) es una Doble Hélice• Mano derechaMano derecha

• 10 pares de bases 10 pares de bases por cada vuelta de por cada vuelta de hélicehélice

• Esqueleto azúcar-Esqueleto azúcar-fosfato en el exterior fosfato en el exterior de la hélicede la hélice

• Pares de bases al Pares de bases al interior de la hélice interior de la hélice (hidrofóbicas)(hidrofóbicas)

• Las pares de bases Las pares de bases son casi son casi perpendiculares al perpendiculares al eje de la doble hélice eje de la doble hélice y paralelas entre sí y paralelas entre sí (apilamiento de (apilamiento de bases)bases)

Estructura del Ácido Ribonucleico (ARN o RNA)Estructura del Ácido Ribonucleico (ARN o RNA)

UraciloUraciloGuaninaGuanina CitosinaCitosina AdeninaAdenina

Bases nitrogenadas del RNABases nitrogenadas del RNA

Reemplaza timidinaReemplaza timidina

Estructura del RNAEstructura del RNACadena de RNACadena de RNA

Extremo 3’-OHExtremo 3’-OH

Extremo 5’-PExtremo 5’-P

enlace fosfodiesterenlace fosfodiesterUnión 3’ Unión 5’Unión 3’ Unión 5’

basebase

ribosaribosa

Estructura del RNAEstructura del RNA

Apareamiento de adenina con Apareamiento de adenina con uracilouracilo

El RNA es una molécula de El RNA es una molécula de una sóla cadena o hebra, una sóla cadena o hebra,

pero ocurren pero ocurren apareamientos de bases apareamientos de bases

dentro de la misma cadena:dentro de la misma cadena:

C – G C – G

A – UA – U

Esto es la causa de la Esto es la causa de la formación de formación de

ESTRUCTURA ESTRUCTURA SECUNDARIA en el RNASECUNDARIA en el RNA

Estructura secundaria del RNAEstructura secundaria del RNA

Bi-dimensional Tri-dimensional (real)

En cada segmento que presenta complementariedad de bases, se forma una doble hélice de RNA

Ejemplo: Ejemplo: RNA DE RNA DE

TRANSFERENCITRANSFERENCIA (tRNA)A (tRNA)

• El esqueleto de azúcar y fosfato del El esqueleto de azúcar y fosfato del RNA RNA contiene ribosa en lugar de contiene ribosa en lugar de desoxirribosadesoxirribosa

• El RNA contiene la base Uracilo (U) en El RNA contiene la base Uracilo (U) en lugar de Timina (T)lugar de Timina (T)

• El DNA existe como una doble hélice, El DNA existe como una doble hélice, mientras que el RNA existe como unamientras que el RNA existe como una molécula de hebra simple con algunas molécula de hebra simple con algunas regiones de apareamientoregiones de apareamiento

Diferencias Entre RNA y DNADiferencias Entre RNA y DNA