Las proteínas y ácidos nucleicos
Las proteínas se construyen a través de una intrincada acción planificada y llevada a cabo por los ácidos nucleicos ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). El proceso se conoce como biosíntesis de proteínas e implica la construcción de cadenas de proteínas a partir de aminoácidos individuales en una secuencia particular.
Los aminoácidos son producidos por el cuerpo o ingeridos en la dieta. Se clasifican en tres grupos diferentes: esenciales, no esenciales y condicionalmente esenciales. Sin embargo, estas categorías se crearon en la primera mitad del siglo XIX y, aunque todavía se utilizan para distinguir los diversos bloques de construcción de proteínas, no están particularmente bien nombradas. Los estudios actuales tienden a analizar cada aminoácido en términos de función, fuente nutricional y valor.
Aminoácidos Esenciales (Aminoácidos Indispensables)
Los nueve aminoácidos esenciales deben provenir de fuentes dietéticas. Estos son histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina. Sin embargo, ahora está claro que el cuerpo puede sintetizar metionina, leucina, isoleucina, valina y fenilanina a partir de moléculas analógicas cuando sea necesario.
Aminoácidos no esenciales (Aminoácidos prescindibles)
Los once aminoácidos no esenciales se producen principalmente en el cuerpo. En humanos, estos son alanina, asparagina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutámico, glutamina, glicina, ornitina, prolina, serina y tirosina. Algunos de ellos dependen de la disponibilidad de aminoácidos esenciales en la dieta que actúan como precursores de formas no esenciales.
Aminoácidos condicionalmente esenciales
Los aminoácidos condicionalmente esenciales se agrupan para definir una posible falta en el entorno celular, ya sea debido a una dieta poco saludable o a un estado físico en el que se necesitan cantidades aumentadas de estos aminoácidos generalmente no esenciales, como durante la infancia, el embarazo y la enfermedad. Este grupo incluye arginina, cisteína, glutamina, tirosina, glicina, ornitina, prolina y serina; la arginina es esencial para los jóvenes, pero ya no es necesaria después de que el período de desarrollo haya terminado. Por lo tanto, se considera «condicionalmente» esencial.
Selenocisteína y Pirrolisina
La selenocisteína y la pirrolisina generalmente no se incluyen en la lista actual de veinte aminoácidos. De hecho, hay veintidós aminoácidos y no veinte como se pensaba anteriormente. Esto se debe a que estos dos aminoácidos no solo se encuentran en cantidades muy pequeñas, sino que no se utilizan para sintetizar proteínas. En su lugar, funcionan como señales de parada de codones.
Estructura de aminoácidos
Todos los aminoácidos tienen un átomo de carbono alfa central al que se une un grupo carboxilo (COOH), un átomo de hidrógeno (H), un grupo amino (NH2) y una cadena lateral radical funcional y variable que define qué aminoácido es. La forma más básica de aminoácido es la glicina (C2H5NO2), que tiene una cadena lateral que consiste en un solo átomo de hidrógeno, como se muestra a continuación.
Alternativamente, el triptófano (C11H12N2O2) es el aminoácido más grande. Esta molécula compleja se puede ver a continuación.
Papel de las Proteínas
la Vida no sería posible sin las proteínas. Desempeñan papeles esenciales en todos los organismos vivos. Cada anticuerpo, enzima y mensajero químico se crea a partir de proteínas. La proteína también es necesaria para proporcionar, mantener y reparar el marco y la estructura anatómicos, desde el nivel celular hasta el del sistema musculoesquelético. Actúan como moléculas de unión y moléculas transportadoras que permiten el transporte y almacenamiento de átomos y moléculas en todo el cuerpo. Descomponen compuestos más grandes en productos de desecho, son responsables de los ingredientes de la reproducción, regulan la homeostasis y el metabolismo, mantienen los valores de pH y el equilibrio de fluidos, y proporcionan energía. Cada proteína es la combinación de una secuencia específica de aminoácidos, construida de acuerdo con el plano contenido en el ADN. Este código debe extraerse, decodificarse y transportarse a unidades de fabricación de proteínas celulares llamadas ribosomas mediante diversas formas de ácido ribonucleico.
La formación de Proteínas a través de Ácidos Nucleicos-Expresión Génica
El proceso de expresión génica es una combinación de transcripción y traducción, donde una secuencia de código de ADN proporciona la información necesaria para construir una nueva molécula de proteína a partir de materiales celulares disponibles.
La transcripción consta de tres fases. Durante la iniciación, la ARN polimerasa (una enzima) se une a una secuencia «promotora» que indica el inicio de la sección del gen que se va a copiar. Unida al promotor, la ARN polimerasa corta los enlaces de hidrógeno débiles entre cada par de bases nitrogenadas y esencialmente descomprime la doble cadena de ADN. El alargamiento es el siguiente paso, donde los nucleótidos de ARN suministran emparejamientos de bases nitrogenadas adecuados. Por ejemplo, si la secuencia de ADN consiste en las bases adenina, timina, guanina, adenina, citosina, timina (TGACT), la copia de ARN de esta secuencia implementará adenina, citosina, uracilo, guanina, adenina (ACUGA). La fase final de la transcripción es la terminación que, como su nombre indica, es el final del proceso. Guiada por una secuencia de terminadores en el ADN, la hebra de ARN recién fabricado se separa del ADN.
La cadena resultante de ADN copiado se llama ARN mensajero. Esta hebra tiene una tapa y un extremo de cola distintivos y es reconocida por complejos de poros en el núcleo, que le permiten salir del núcleo y entrar en el citoplasma.
El ARN de transferencia (ARNt) se encuentra principalmente dentro del citoplasma celular. En presencia de ARNm, el ARNt se une a un aminoácido libre singular. Qué aminoácido es, está regulado por la secuencia de las tres bases nitrogenadas de cada ARNt, también conocido como el codón. Las subunidades de ribosomas ahora se unen al inicio de la hebra de ARNm. Los ribosomas proporcionan el marco sobre el cual los codones de ARNt coinciden con cada conjunto de tres bases nitrogenadas en el ARNm. Esto crea una cadena secuenciada de aminoácidos, una proteína, creada con una receta específica proporcionada originalmente por el ADN. Un codón de parada indica el final del proceso de traducción, donde un código genético se traduce en una proteína.
