Usos estructurales de las proteínas
Las proteínas figuran entre las moléculas orgánicas más abundantes; en la mayoría de los seres vivos constituyen hasta el 50% o más del peso seco. Solamente en las plantas, con su alto contenido contenido en celulosa, las proteínas representan menos de la mitad del peso seco. Hay muchas moléculas de proteínas diferentes: enzimas, hormonas, proteínas de almacenamiento, tales como la que se encuentran en los huevos de las aves y reptiles y en las semillas; proteínas de transporte tales como la hemoglobina; proteínas contráctiles, del tipo de las que se encuentran en el músculo; inmunoglobulinas (anticuerpos); proteínas de membrana y muchos tipos diferentes de proteínas estructurales. Su diversidad funcional es abrumadora.
En esta entrada vamos a profundizar en la función estructural de las proteínas.
Proteínas fibrosas
En general, las proteínas fibrosas tienen una secuencia repetida, regular, de aminoácidos y, por tanto, una estructura redundante, regular. Un ejemplo es el colágeno, que constituye aproximadamente 1/3 de toda la proteína de los vertebrados. La molécula básica del colágeno está compuesta de tres polipéptidoos muy largos (aproximadamente, 1000 aminoácidos por cadena). Éstos tres polipéptídoos, constituidos por grupos repetidos de aminoácidos, se mantienen unidos por puentes de hidrógeno que enlazan a los aminoácidos de diferentes cadenas formando una espiral cerrada. Las moléculas pueden enroscarse tan cerradamente porque cada tres aminoácidos se encuentran una glicina, que es el más pequeño de todos. Las moléculas de colágeno se empaquetan y forman fibrillas, que a su vez se asocian en fibras de mayor tamaño.
El colágeno constituye en realidad una familia de proteínas. Diferentes tipos de moléculas de colágeno contienen polipéptidos con secuencias ligeramente diferentes de aminoácidos. Las estructuras más grandes formadas a partir de los diferentes tipos de moléculas desempeñan una variedad de funciones en el cuerpo. Consideremos una vaca: los tendones, que unen el músculo al hueso, están constituidos de fibras de colágeno en haces paralelos; así dispuestos son muy fuertes, pero no se estiran. En contraste, el cuero de la vaca está constituido por fibrillas de colágeno dispuestas en una malla entrelazada que se deposita en láminas. Incluso sus córneas (las cubiertas transparentes de los globos oculares) están compuestas del colágeno. Cuando el colágeno se hierve en agua, los polímeros se dispersan en cadenas más cortas, que conocemos como gelatina.
Otras proteínas fibrosas incluyen a la queratina, la seda y la elastina, presentes en el tejido elástico de los ligamentos.
Proteínas globulares
Algunas proteínas estructurales son globulares. Por ejemplo, los microtúbulos, que funcionan de diversas maneras dentro de la célula, están constituidos por proteínas globulares. Éstas proteínas se asocian para formar tubos largos y huecos, tan largos que su longitud total pocas veces puede observarse en un solo corte microscópico. Los microtúbulos desempeñan un papel crítico en la división celular. También participan en el esqueleto interno, que da rigidez a ciertas partes del cuerpo celular, y también parecen funcionar al modo de andamios durante el trabajo de construcción celular. Por ejemplo, la formación de una nueva pared celular en una planta puede predecirse por la aparición en esa zona de un gran número de microtúbulos; cuando la pared de una célula vegetal se está formando o creciendo, y al exterior de la membrana celular se están depositando fibrillas de celulosa, dentro de la célula pueden detectarse microtúbulos, alineados en la misma dirección que las fibrillas exteriores.
El análisis químico muestra que cada microtúbulo está formado por un gran número de subunidades. Hay dos tipos de subcomunidades, cada una de las cuales es una proteína globular formada por una cadena polipeptídica. Dadas sus configuraciones complementarias, las dos subunidades se corresponden, formando dímeros con una forma que se aproxima a la de las pesas de gimnasta. Los dímeros se ensamblan constituyendo túbulos que suman sus longitudes según se requiera. Cuando su trabajo ha concluido se separan.
Fuente: Biología. Curtis & Barnes.
