Estructura Primaria de las Proteinas


 

Como ya fue descrito en un post anterior, pueden distinguirse cuatro niveles estructurales en la  organizacion de las proteinas:

 

La estructura primaria de las proteinas es la secuencia de aminoacidos enlazados por enlaces peptidicos en una cadena, formando el esqueleto covalente de las proteinas. La secuencia de aminoacidos se lee desde el aminoacido N-terminal (el aminoacido con el grupo alpha amino libre) hasta el aminoacido C-terminal (el aminoacido con el grupo alpha-carboxilo libre) .

 

Es importante percatarse de que dos proteinas que pueden tener la misma composicion de aminoacidos, pueden tener una estructura primaria muy diferente; por ejemplo, los dos peptidos que aparecen a continuacion estan formados por los mismos aminoacidos, pero su estructura primaria es diferente ya que tienen una secuencia diferente de aminoacidos.

 

H2N-Glu-Ala-Val-Ser-Leu-Ala-Lys-Cys-COOH

H2N-Ala-Glu-Val-Ser-Ala-Leu-Lys-Cys-COOH

 

La estructura primaria determina la estructura tridimensional de las proteinas, la cual a  su vez, determina su funcion biologica. Alteraciones en la estructura primaria de las proteinas pueden producir resultados catastroficos.

 

El enlace peptidico:

 

El enlace peptidico, que caracteriza a la estructura primaria de las proteinas, es un enlace de tipo carbamida.

 

Un enlace de tipo amida es un enlace enre un acido y un grupo amino. Existen enlaces forfamidas, si el acido es acido fosforico, enlaces sulfamida, si el acido es acido sulfurico, etc. Un enlace carbamida es un enlace amida en el cual el acido que participa es un acido carboxylico.

 

Formacion de un enlace carbamida

Formacion de un enlace carbamida

 
Un enlace petidico es un tipo de enlace carbamida en el cual el grupo carboxilo pertenece a un aminoacido y el grupo amino pertenece a otro aminoacido:
 
 

 

 

 

Caracteristicas del enlace peptidico

 

1.- Debido a estructuras de resonancia entre el oxigeno y el nitrogeno, tiene caracteristica parcial de doble enlace entre el el carbono del grupo carbonilo y el N del grupo amino, por lo que el “orden” del enlace es 1.5; esto significa que no es un enlace de rotacion libre, como el simple enlace, sino que es un enlace rigido.

 

Resonancia en el enlace peptidico

Resonancia en el enlace peptidico

 

Se dice que el orden de enlace es 1.5 para contrastarlo con el orden de enlace de 1, para un enlace simple, y un orden de enlace de 2 para un doble enlace.

 

Debido a que los seis atomos que forman el enlace peptidico estan en el mismo plano, y este enlace es rigido, pareceria que es posible tener en el enlace configuracion cis y trans, pero en la practica, debido a consideraciones termodinamicas, la conformacion del enlace peptidico es siempre trans.

 

Las alteraciones en la estructura primaria de las proteinas pueden pasar inadvertidas o pueden producer resultados catastroficos.

 

En algunos casos, una mutacion cambia a un aminoacido por otro muy similar, sin afectar a las estructuras superiores o funciones de las proteinas. Este tipo de mutacion se denomina Mutacion Conservativa. Una mutacion conservativa puede presentarse cuando un amino acido apolar es cambiado por otro aminoacido apolar, o cuando un aminoacido acido como el aspartico es cambiado por otro aminoacido acido como el glutamico.

 

En otros casos, el cambio de un aminoacido por otro, como consecuencia de una mutacion, afecta a las estructuras superiores y/o las funciones de una proteina. Por ejemplo, el cambio de un aminoacido apolar por un aminoacido polar, o de un aminoacido cargado negativamente por un aminoacido con carga positiva, puede traer ese tipo de alteraciones. Este tipo de mutaciones se denomina Mutacion No Conservativa.

 

Se han descrito cientos de mutaciones que afectan a la hemoglobina. En algunos casos, la deteccion de un cambio de aminoacido en la estructura primaria ha sido fortuita, ya que la mutacion no tiene significacion clinica.

 

En otros casos las mutaciones producen importantes signos clinicos. El ejemplo mas notable es la Sicklemia o Anemia a Hematies Falciformes:.

Hematie falciforme

Hematie falciforme

 

 

 

La anemia a hematies falciformes o anemia drepanocitica (Sickle cell anemia) esta causada por una mutacion en el gen que codifica a la cadena Beta de la Hemoglobina,  la cual cambia el aminoacido numero 6 en la cadena beta, de acido glutamico a valina.

 

Tipo de Hemoglobina

Codones 5-6-7

Amino acidos 5-6-7

 Hemoglobina A (normal)

CCU-GAG-GAG

Pro-Glu-Glu

Hemoglobina S (Sicklemia)

CCU-GUG-GAG

Pro-Val-Glu

 

 

Este pequenho cambio en la estructura primaria coloca a un amino acido hidrofobico en el exterior de la molecula. Esta area hidrofobica causa la adhesion de moleculas adyacentes de hemoglobina, cuando la Hemoglobina cambia su conformacion despues de la liberacion de Oxigeno. Las moleculas de hemoglobina adheridas forman entonces cadenas de polimeros que producen bastones, que se se pegan a las membranas del eritrocito, aumentando la viscosidad y causando deshidratacion. Como consecuencia de estos cambios los eritrocitos  adoptan la forma en hoz caracteristica  de esta enfermedad.

 

 

Las celulas drepanociticas pierden la flexibilidad necesaria para continuar a traves de pequenhos capilares, y esto provoca episodios de occlusion microvascular y ruptura premature de eritrocitos (anemia hemolitica).

 

De hecho, el descubrimiento de la relacion entre este pequenho cambio en la estructura primaria de la Hemoglobina y los signos y sintomas de la Sicklemia, fue fundamental en el desarrollo de las aplicaciones medicas de la Biologia Molecular, la Bioquimica y Genetica, e introdujo en el lenguaje de la ciencia el termino “enfermedad molecular”

 

 

Le sugerimos los siguientes enlaces para encontrar informacion relacionada:

 

Estructura primaria de las proteinas

 

Enlace Peptidico

http://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_pept%C3%ADdico

 

http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/enlace%20peptidico.html

 

Hemoglobina

 

 

Organizacion Mundial de la Salud:

Talasemia y otras Hemoglobinopatias

 

 

 

 

 

 

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2 pensamientos en “Estructura Primaria de las Proteinas

  1. Pingback: Estructura de Proteinas « Temas de Bioquimica

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