SEMANA N° 15
1 Resp Respec ecto to a los los amin aminoá oácid cidos os:: a ¿Cuántos ¿Cuántos aminoác aminoácidos idos presentes presentes en la la naturale naturaleza za se se han reportado hasta el momento?
En lso sistemas biológicos existen 300 aminoácidos en la naturaleza na turaleza
¿Cuántos ¿Cuántos ! cuáles aminoácidos aminoácidos "orman "orman parte parte de las prote#na prote#nas?$ s?$ ¿%u& caracter#sticas tienen en com'n?
Veinte aminoácidos son incorporados naturalmente en polipéptidos y se llam llaman an amin aminoá oáci cido doss prot protei eino nogé géni nico coss o es está tánd ndar, ar, es esto toss 20 los los más más conocidos y los que forman parte de las protenas! "os # aminoácidos que que so son n $ita $itale less para para el cuer cuerpo po so son n co cono noci cido doss co como mo es esen enci cial ales es,, no incluirlos en la dieta alimenticia limita el desarrollo y uno de los mayores problemas que enfrenta un cuerpo con falta de aminoácidos es el %ec%o que las células que mueren no pueden generar te&idos nue$os! 'ara los los seres %umanos los aminoácidos esenciales son( Valina, "eucina, )reonina, )reonina, "isina, )riptófano, )riptófano, *istidina, +enilalanina, +enilalanina, soleucina, -rginina y .etionina! /entro de los 20 más conocidos también guran los no esenciales, es decir aminoácidos que pueden ser sintetizados por el cuerpo y son( -lan -lanin ina, a, 'roli rolina na,, 1lic 1licin ina, a, eri erina na,, ist iste ena na,, -spa -sparag ragin ina, a, 1lut 1lutam amin ina, a, )irosina, )irosina, 4cido aspártico y 4cido 4cido glutámico! CARAC(ER)S()CAS C*M+NES
-polares neutros5 dado su carácter %idrofobico estos a!a participan en el mantenimiento de la estructura tridimensional de la protenas! adena 6 %idrocarbonadas dos tipos( -romáticos 7 %idrocarburos, cclicos8 instaurados9! -bsorción de la luz! -lifaticos o alcanos5 7no aromaticos, metanos9! :* 5 parcialmente polares y ( enlaces disulfuro 7g9 'olares 'olares neutros( grupos funcionales capaces de formar enlaces de *! 7:*97g9! -minoácidos ácidos ( conser$an sus cadenas laterales un grupo carboxilato 8! -minoácidos básicos ( a un p* siológico lle$an una carga ; por lo que forman enlaces ionicos con los a!a ácidos!
/ado que los diferentes aminoácidos dieren unos de otros por su cadena lateral, podemos clasicarlos seg=n el tipo de cadena lateral que posean!
Aminoácidos ali"áticos
En esta grupo se encuadran los aminoácidos cuya cadela lateral es alifática, es decir una cadena %idrocarbonada!
1licina, 1ly, 1
-lanina, -la, -
Valina, Val, V
soleucina, le, "eucina, "eu, "
Aminoácidos aromáticos
"a prolina tambien tiene una cadena lateral de naturaleza alifática, pero diere de los demás aminoácidos en que su cadana lareral está unida tanto al carbono alfa como al nitrógeno del grupo amino!
En esta grupo se encuadran los aminoácidos cuya cadela lateral posee un anillo aromático! "a fenialalanina es una alanina que lle$a unida un grupo fenlico! "a tirosina es como la fenilalanina con un %idroxila en su anillo aromático, lo que lo %ace menos %idrofóbico y mas reacti$o! El triptófano tiene un grupo indol!
'rolina, 'ro, '
+enilalanina, '%e, + )irosina, )yr, >
)riptófano, )rp, ?
Aminoácidos azu"rados
Aminoácidos hidro/ilados
*ay dos aminoácidos cuyas cadenas laterales poseen átomos de azufre, son la cistena, que posee un grupo sulf%idrilo, y la metionina, que posee un enlace tioéster!
:tros dos aminoácidos tienen cadenas alifáticas %odroxiladas, la serina y la treonina! El grupo %idroxilo %ace de estos aminoácidos muc%a más %idroflicos y reacti$os!
isteina, ys,
erina, er,
)reonina, )%r, )
.etionina, .et, .
Aminoácidos ásicos
/entro de los aminoácidos con cadenas laterales muy polares encontramos tres aminoácidos básicos( lisina,arginina e %istidina!
"isina, "ys, @
-rginina, -rg, 6
*istidina, *is, *
Aminoácidos ácidos ! sus amidas
En este grupo encontramos dos aminoácidos con cadenas laterales de naturaleza ácida y sus amidas correspondientes! Estos son el ácido aspártico y el ácido glutámico 7a estos aminoácidos se les denomina normalmente aspartato y glutamato par resaltar que sus cadenas laterales están cargadas negati$amente a p* siológico9! "os deri$ados sin carga de estos dos aminoácidos son la asparragina y la glutamina que contienen un grupo amida terminal en lugar del carboxilo libre!
4cido -sp, /
aspártico, -sparragina, -sn, 4cido < 1lu, E -
las propiedades de la cadena lateral
glutámico,
1lutamina, 1ln, A
"a estructura básica de un aminoácido esta compuesta por un carbono central 7alfa9, unido a un grupo carboxilo 7::*9, un grupo amino 7<*29, un %idrógeno y una cadena lateral 6, que es la que distingue un aminoácido de otro!
i el aminoácido se encuentra en solución acuosa y p* B, los grupos carboxilo y amino se ionizarán, es decir, el %idrógeno del grupo carboxilo pasa al grupo amino, y como consecuencia se formará un dipolo en la molécula! -
la capacidad de s#ntesis del or.anismo
El aporte dietético decitario de aminoácidos pro$oca alteraciones tanto fsicas como mentales, entre ellas( reducción del metabolismo energético, alteraciones en el sueCo, fatiga crónica, alteraciones digesti$as, defectos cutáneos, ansiedad y afectación emocional, obesidad, malnutrición y retención sangunea de residuos tóxicos 7D9! Estos procesos inducen alteraciones en el estado de salud y bienestar del indi$iduo que las padece! 'or tanto, ya que es necesario ingerir todos los aminoácidos necesarios, tanto en cantidades sucientes como en adecuada proporción, las dietas desequilibradas pueden compensarse con la administración de suplementos de aminoácidos 0 Respecto a nieles de or.anizaci,n de las prote#nas: a ¿2u& estructuras puede presentar una prote#na? E/pli%ue cada una de ellas3 Estructura primaria
na cadena polipeptdica consiste en una cadena lineal de aminoácidos unidos por enlaces peptdicos! El primer puesto de la cadena corresponde al grupo amino terminal, y la estructura primaria es la secuencia en la que están situados todos los constituyentes %asta llegar al carboxilo terminal! Esta secuencia está codicada genéticamente Existen cadenas polipeptdicas de cualquier n=mero de aminoácidos, sin que exista una solución de continuidad entre péptidos y protenas! 'or con$ención, se suele considerar protena a quellos polipéptidos con un peso molecular del orden de F0!000 o más! Estructura secundaria 4a estructura secundaria es la forma en la que la cadena polipeptidica se
pliega en el espacio! En una protena, cada tramo de cadena polipeptdica tiene distinta estructura secundaria! Existen $arias formas denidas de estructura secundaria, las más importantes de las cuales son las llamadas %élice a y %o&a plegada b!
"as estructuras secundarias denidas están mantenidas por puentes de %idrógeno formados exclusi$amente entre los grupos amino y carboxilo que constituyen el esqueleto de la cadena polipeptdica! onsecuentemente, los parámetros estructurales 7distancias, ángulos9 serán iguales, independientemente de la protena y de los aminoácidos que formen la estructura Estructura terciaria
"a estructura terciaria de la protena es la forma en la que se organizan en el espacio los diferentes tramos de la cadena polipeptdica, que pueden tener una estructura secundaria denida, como las %élices u %o&as o no tenerla! "a estructura terciaria está mantenida por enlaces iónicos y de puentes de %idrógeno entre las cadenas laterales de los aminoáciodos, enlaces %idrofóbicos y e$entualmente puentes disulfuro! Estructura cuaternaria
"a estructura cuaternaria de una protena es la forma en la que se asocian las distintas subunidades constituyentes, si es que existen! Es decir, para poder %ablar de estructura cuaternaria es necesario que la protena esté formada por $arias subunidades! omo e&emplos de protenas con estructura cuaternaria se puede considerar la %emoglobina, las inmunoglobulinas o la miosina! ¿2u& "uerzas estailizan la estructura tridimensional de una prote#na? ueden ser coalentes ! No coalentes3 4os enlaces coalentes pueden deberse a 7F9 la formación de un puente
disulfuro entre dos cadenas laterales de ys, o a 729 la formación de un enlace amida 78:8<*89 entre las cadenas laterales de la "ys y un -- dicarboxlico 71lu o -sp9! 4os enlaces no coalentes pueden ser de cuatro tipos( 7F9 "uerzas electrostáticas entre cadenas laterales ionizadas, con cargas de signo opuesto, 729 puentes de hidr,.eno$ entre las cadenas laterales de -polares 739 interacciones hidro",icas entre cadenas laterales apolares y 7D9 "uerzas de polaridad deidas a interacciones dipolo6dipolo 7 ¿2u& condiciones a"ectan el ple.amiento correcto de las prote#nas?
En condiciones siológicas, el proceso de plegamiento de una protena globular está claramente fa$orecido termodinámicamente, esto es, el incremento de energa libre global del proceso debe ser negati$o 7aunque alguno de sus pasos puede ser positi$o9! Este cambio se consigue equilibrando una serie de
factores termodinámicos como la entropa conformacional, las interacciones carga8carga, los puentes de %idrógeno internos, las interacciones %idrofóbicas y las interacciones de $an der ?aals! 8 ¿C,mo está "ormado el sistema de control de ple.amiento en los or.anismos?
correcto plegamiento de las protenas como su adecuado ensambla&e en comple&os requiere el concurso de unas protenas especiales, conocidas como protenas celadoras o Gcarabinas molecularesH, debido a que su papel es $igilar y e$entualmente corregir el plegamiento! 7e está imponiendo, para denominarlas, la castellanización de su nombre inglés( c%aperonas, procedente de c%aperones9!
5 ¿2u& es la amiloidosis?
-miloidosis es un término genérico, utilizado para %acer referencia a un grupo de enfermedades de etiologa di$ersa y pronóstico y tratamiento $ariables, con una caracterstica com=n( todas ellas están causadas por el depósito extracelular de un material, denominado material amiloide! Este material, de naturaleza proteica, insoluble y resistente a la proteólisis, fue bautizado por Virc%oI debido a su anidad por colorantes yodados, similar a la del almidón!
9 ¿A %u& se denomina precursor amiloide?
El precursor sérico del amiloide -- es un componente normal del suero %umano que se comporta como una protena reacti$a en la fase aguda y que aumenta en las inJamaciones, infecciones, traumatismos, ciruga, tumores diseminados y otras condiciones patológicas
¿Cuáles son las caracter#sticas .enerales de los amiloides?
-l margen de la di$ersidad estructural de los precursores, los amiloides poseen propiedades de apariencia microscópica y sub8microscópica, as como tintoreales yespectroscópicas comunes, lo cual sugiere que comparten elementos estructurales fundamentales -l microscopio óptico los depósitos tisulares de amiloide tienen aspecto%ialino y %omogéneo y producen una caracterstica birrefringencia $erde manzana cuando sonobser$ados al microscopio de luz polarizada, una $ez teCidos con 6o&o ongo !"a unión delcolorante ro&o ongo a los amiloides determina un cambio en sus propiedades ópticas, lo cualpuede usarse para cuanticar los agregados mediante espectroscopia con$encional!
:tra caracterstica com=n de los amiloides es la de unir al colorante tioJa$ina ), lo cual modica las propiedades de Juorescencia de esta molécula !-l microscopioelectrónico, los depósitos de amiloide están compuestos por mano&os de bras no ramicadas,de aspecto recto y rgido, de longitud $ariable, pero con diámetro en el orden de los BK a los F20L!
; Mencione las estructuras prot&icas inolucradas en las amiloidosis humanas conocidas3 (ipo de ple.amiento
nmunoglobulinas 7)odo8beta9 'realb=mina 7alfa;beta9 "isozima 7alfa;beta9 istatina7alfa;beta9 ¿2u& modelos se postulan para el posile mecanismo de conersi,n del estado natio al estado -rilar de una prote#na amiloidea?
En base a la información estructural obtenida mediante di$ersos métodos biofsicos, se propusieron tres modelos básicos, con sus $ariantes, que explican las propiedades identicadas en algunos tipos particulares, desde la perspecti$a de los posibles mecanismos de con$ersión del estado de plegamiento inicial, representado por el estado nati$o del precursor, en el estado brilar M#KN! no de estos modelos, denominado Gde replegamientoH, postula que el estado nati$o y el brilar del precursor son esencialmente diferentes, siendo el primero una entidad denida por las interacciones mediadas por las cadenas laterales de sus residuos constituyentes, mientras que en el segundo son las interacciones intra e intermoleculares, dependientes del esqueleto peptdico, las determinantes! 'ara que esta transición ocurra, la protena debe desplegarse totalmente para luego adoptar el estado brilar, rico en estructura beta! n tercer grupo de modelos, reunidos ba&o la denominación com=n de Gmodelos de ganancia de interaccionesH, propone que la formación de la bra amiloide requiere un rea&uste estructural en el precursor que se limita a un segmento menor de su estructura, mientras que el resto de la molécula conser$a su estado nati$o
