Significado de las proteínas

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Las proteínas son nutrientes esenciales para el cuerpo humano, que consisten en macromoléculas biológicas formadas por una o más cadenas de aminoácidos.

Más de la mitad del peso seco de las células de todos los seres vivos está compuesto de proteínas, las macromoléculas biológicas más importantes.

Estas macromoléculas se encuentran abundantemente en los alimentos de origen animal.

Composición de las proteínas

La composición y otras características de las proteínas son objeto de estudio en la bioquímica, que es una subdisciplina de la biología.

La composición de las proteínas tiene carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno y en casi todas ellas hay también presencia de azufre. Elementos como el hierro, el zinc y el cobre también pueden estar presentes.

Las proteínas están básicamente compuestas por un conjunto de aminoácidos que están unidos covalentemente.

Una larga cadena de aminoácidos es un polipéptido.

Estos enlaces de aminoácidos se llaman enlaces peptídicos.

Los enlaces peptídicos se producen como una reacción entre el grupo amina (compuesto orgánico derivado del amoníaco) de un aminoácido y el grupo carboxilo (componente de los ácidos carboxílicos) de otro.

ligação peptídicaC = Carbono; H= Hidrógeno; O= Oxígeno; N= Nitrógeno; R= Grupo R o Cadena Lateral (identidad de aminoácidos).

Hay 20 aminoácidos que pueden combinarse de diferentes maneras para formar diferentes tipos de proteínas.

Aprenda más sobre los aminoácidos.

Tipos de proteínas

Las proteínas pueden clasificarse en dos grupos según su función en el cuerpo: proteínas dinámicas y proteínas estructurales.

Proteínas dinámicas

Las proteínas dinámicas tienen la función de defender el cuerpo, transportar sustancias, catalizar reacciones y controlar el metabolismo.

Proteínas estructurales

La función principal de las proteínas estructurales es formar la estructura de las células y los tejidos del cuerpo.

Clasificación de la proteína

La clasificación de las proteínas varía según el principal factor que se tenga en cuenta.

Clasificación de la composición

Cuando el tema de estudio es la composición de las proteínas, se pueden clasificar en dos grupos:

  • Proteínas simples: las que durante la hidrólisis sólo liberan aminoácidos.
  • Proteínas conjugadas: son las proteínas que, durante la hidrólisis, liberan aminoácidos y un radical no péptido.

Clasificación en cuanto al número de cadenas de polipéptidos

En cuanto al número de cadenas de polipéptidos, las proteínas pueden clasificarse como:

  • Proteínas monómeras: proteínas que sólo tienen una cadena polipeptídica.
  • Proteínas oligómeras: proteínas formadas por más de una cadena de polipéptidos.

Clasificación en cuanto a la forma

En cuanto a la forma, las proteínas se pueden clasificar en dos tipos:

  • Proteínas fibrosas: en las proteínas fibrosas, las cadenas de polipéptidos se enroscan como una cuerda. Una de las características de las proteínas fibrosas es que no son solubles en soluciones acuosas. Además, son responsables de la fuerza y la flexibilidad de las estructuras donde están presentes. Ejemplos de proteínas fibrosas: queratina, colágeno
  • Proteínas globulares: las cadenas polipeptídicas de las proteínas globulares se doblan en una forma aproximadamente esférica o, como su nombre indica, globular, lo que las hace parecerse a un globo. Las proteínas globulares suelen ser solubles en soluciones acuosas. Ejemplos de proteínas globulares: hemoglobina, enzimas.

proteínasImágenes de una proteína fibrosa y una proteína globular

Aprenda más sobre la hemoglobina y las enzimas.

Estructura de la proteína

En cuanto a la estructura de la molécula de la proteína, veamos cómo se puede clasificar:

estrutura_proteína

Estructura primaria

La estructura primaria está determinada genéticamente. Es la estructura más simple de todas, donde los aminoácidos están dispuestos de forma lineal.

Estructura secundaria

Para que una estructura proteica sea secundaria, la estructura primaria debe tener aminoácidos unidos covalentemente. Por lo tanto, las moléculas pueden rotar y finalmente interactuar de tres maneras:

  • Alfa-hélice: toma una forma helicoidal cuando el hidrógeno se une a los aminoácidos.
  • Hoja-beta: cuando el hidrógeno se une a los aminoácidos y la consiguiente generación de una hoja y una estructura rígida.
  • Lazos: son estructuras no regulares en el núcleo y su formación tiene lugar fuera del pliegue de la proteína.

Estructura terciaria

Ocurre cuando el despliegue de la estructura secundaria se dispone en el espacio de forma tridimensional.

Estructura del cuaternario

Esta estructura se produce mediante una interacción entre cadenas de polipéptidos idénticas y no idénticas, que se agrupan y forman una única estructura tridimensional.

Funciones de las proteínas

Las proteínas juegan un papel fundamental en el cuerpo. Son la base del material que forma los órganos y tejidos, así como la base para la formación de huesos, pelo, dientes, etc.

La función de la proteína varía según su forma y estructura. Prácticamente todas las funciones celulares necesitan ser intermediadas por proteínas.

A continuación se describen algunas de las principales funciones de las proteínas.

  • Estructurando las células.
  • Actúan como enzimas y así aceleran las reacciones químicas.
  • Transportar moléculas e iones.
  • Almacenar las sustancias.
  • Para ayudar al movimiento de las células y los tejidos.
  • Construir y reparar tejidos y músculos.
  • Participar en la regulación de los genes.
  • Para provocar la contracción muscular a través de la acción de dos tipos de proteínas: miosina y actina.
  • Defiende el cuerpo (los anticuerpos son tipos de proteínas).
  • Transportar el oxígeno (la hemoglobina es la proteína que transporta el oxígeno a través del cuerpo).
  • Proporcionar el poder.
  • Actúan en la regulación del metabolismo en forma de hormonas.

Características de la proteína

Una de las principales características de las proteínas es una capacidad llamada desnaturalización. La desnaturalización es el cambio irreversible de las propiedades de las proteínas cuando se calientan o se agitan.

En lo que respecta al cuerpo humano, es el segundo mayor componente del cuerpo, después del agua.

Las características de las proteínas difieren según su origen: las de origen animal tienen un mayor valor biológico; se consideran proteínas completas, con todos los aminoácidos esenciales en cantidades y proporciones óptimas.

Las proteínas y la alimentación

Cuando comemos un alimento, nuestro cuerpo aprovecha las proteínas a través de la digestión.

Durante la digestión, las proteínas se exponen a los ácidos y a la hidrólisis y, por lo tanto, se produce su desnaturalización.

Cuando se someten a un calor y una agitación excesivos, por ejemplo, las estructuras secundarias y terciarias sufren cambios irreversibles y, por lo tanto, pierden sus propiedades. Por esta razón, ciertos alimentos pierden su poder nutricional cuando se cocinan.

Las proteínas pueden ser de origen animal y vegetal.

Conocer las principales características de estas proteínas.

Proteínas animales Las proteínas vegetales tienen un alto valor biológico. Son proteínas completas, con todos los aminoácidos esenciales en cantidades y proporciones ideales. Tienen un valor biológico bajo, es decir, la cantidad de aminoácidos esenciales es menor. Tienen una mayor cantidad de nitrógeno en comparación con las proteínas vegetales. En comparación con las proteínas animales, tienen una mayor cantidad del aminoácido arginina, lo que conduce a una mayor eficacia del sistema inmunológico. Son ricos en calcio, hierro, vitamina B12 y zinc. Son ricos en carbohidratos y vitaminas. Tienen una gran cantidad de grasa dañina. No tienen ninguna grasa dañina. Tienen pocas fibras. Son ricos en fibra.

Alimentos ricos en proteínas animales

A continuación se presenta una lista de ejemplos de alimentos proteínicos de origen animal.

  • Atún
  • Camarón
  • Carne roja
  • Pollo
  • Huevos
  • Perú
  • Cerdo
  • Yogur

Alimentos ricos en proteínas vegetales

A continuación se presenta una lista con ejemplos de alimentos proteínicos de origen vegetal.

  • Almendra
  • Cacahuete
  • Arroz integral
  • Avena
  • Brócoli
  • Guisante
  • Espinacas
  • Frijoles cocidos
  • Lentejas

Entre los alimentos de origen vegetal, también hay algunas frutas ricas en proteínas:

  • Aguacate
  • Poda
  • Plátano
  • Albaricoque seco
  • Higo
  • Frambuesa
  • Guayaba
  • Jabuticaba
  • Jaca
  • Naranja
  • Melón
  • pasas de uva

tabela proteínas

La digestión de las proteínas

El proceso de digestión de las proteínas comienza en el estómago. El ácido clorhídrico que contiene inicia el proceso mediante la desnaturalización de las proteínas, es decir, la destrucción de los enlaces de hidrógeno de su estructura.

Después de eso, las cadenas proteolíticas pierden su forma y son sometidas a la acción de las enzimas. En este punto, la enzima pepsina hace que las proteínas se conviertan en moléculas más pequeñas, es decir, la pepsina provoca una degradación parcial de la proteína e hidroliza los enlaces peptídicos.

La segunda etapa de la digestión de las proteínas se produce en el intestino delgado. En ella, las proteínas están sometidas a la acción de las enzimas pancreáticas. Después de eso, los péptidos y aminoácidos son absorbidos y llevados al hígado.

enzimas_proteínas_digestãoEnzimas implicadas en la digestión de las proteínas

El porcentaje de proteína liberada por el cuerpo en forma de heces corresponde a aproximadamente el 1% de la cantidad ingerida.

Síntesis de proteínas

La síntesis de proteínas es un proceso determinado por el ADN en el que las células biológicas generan nuevas proteínas. Esto ocurre en todas las células del cuerpo.

Durante el proceso, se produce una transcripción del ADN por el ARN mensajero y luego una traducción de esta información por los ribosomas y el ARN portador, que lleva los aminoácidos.

La secuencia de aminoácidos determina la formación de la proteína.

La síntesis de las proteínas se divide en tres fases: transcripción, traducción y activación de los aminoácidos.

Más información sobre el ARN.

Transcripción

En la fase de transcripción, el ARN mensajero (ARNm) transcribe el mensaje del cistrón (parte del ADN).

La enzima ARN polimerasa se une a un complejo enzimático. La doble hélice se deshace y con ella se destruyen los enlaces de hidrógeno que unen las bases de las cadenas.

Después de eso, comienza el proceso de síntesis de una molécula de ARNm. Durante este proceso, se producen los vínculos entre las bases:

  • ADN adenina con uracila de ARNm.
  • ADN timina con adenina del ARNm.
  • Citosina de ADN con guanina del ARNm y así sucesivamente.

Al final, la molécula de ARNm se separa de la cadena de ADN (que a su vez recupera los enlaces de hidrógeno) y se restablece la doble hélice.

Antes de salir del núcleo, el ARN se madura o se procesa. Algunas de sus partes se eliminan y las que quedan se unen para formar un ARN maduro.

Este ARN tiene la codificación de aminoácidos y puede pasar al citoplasma, que es la parte de la célula donde se producirá la fase de traducción.

Traducción

Es en esta etapa que se forman las proteínas.

La fase de traducción tiene lugar en el citoplasma de la célula y consiste en un proceso en el que el mensaje presente en el ARNm es decodificado en el ribosoma.

Activación de aminoácidos

Durante el proceso de traducción, el portador de ARN (RNAt) entra en juego. Se designa así porque tiene la función de transportar los aminoácidos del citoplasma a los ribosomas.

Los aminoácidos se activan entonces por ciertas enzimas que establecen un vínculo con el ARNt, dando lugar al complejo ARNt aa.

Electroforesis de proteínas

La electroforesis de proteínas es un examen que consiste en la separación de las proteínas que se encuentran en la orina (proteínas urinarias) o en el suero sanguíneo (proteínas séricas).

Esta prueba se utiliza para detectar la ausencia, la reducción o el aumento de las proteínas, además de detectar la presencia de proteínas anormales. Esta prueba ayuda a diagnosticar enfermedades que afectan a la absorción, pérdida y producción de proteínas.

Una cantidad irregular de proteína puede indicar, por ejemplo, problemas de riñón, diabetes, enfermedades autoinmunes y cáncer.

La medición de la cantidad de proteína total también puede indicar el estado nutricional de un individuo.

Exceso de proteína en el cuerpo

La ingesta de proteínas debe ser moderada, ya que el exceso de proteínas puede dar lugar a problemas de salud. Un organismo que tiene una cantidad excesiva de proteínas puede sufrir daños en los riñones (como cálculos) y desarrollar enfermedades como la arteriosclerosis y la osteoporosis, tener aumento de peso y problemas hepáticos.

Por esta razón, hay que ser muy cautelosos al seguir la llamada “dieta de proteínas” (dieta basada en alimentos que son buenas fuentes de proteínas), ya que no se puede exagerar su consumo.

Baja proteína en el cuerpo

Si por un lado una cantidad excesiva de proteína en el cuerpo es perjudicial, una cantidad muy baja también lo es.

Uno de los efectos causados por la baja cantidad de proteína en el cuerpo es, por ejemplo, la atrofia de una parte del sistema nervioso central.

Además, el individuo también puede experimentar una reducción de peso, sensación constante de cansancio, dolores musculares, problemas de cicatrización, pérdida de cabello, etc.

Curiosidades

Proteínas musculares

El consumo de alimentos ricos en proteínas es de fundamental importancia para quienes hacen ejercicio con la intención de ganar masa muscular.

massa muscular

Durante los ejercicios con pesas, se produce una descomposición de proteínas en el tejido muscular. Para reparar estos tejidos, el cuerpo toma las proteínas existentes de la dieta.

Por esta razón, es esencial que un individuo que se ejercita y quiere lograr cierto crecimiento muscular ingiera alimentos ricos en proteínas regularmente a lo largo del día.

Algunas personas utilizan suplementos de proteínas para complementar su ingesta diaria recomendada.

whey protein

Sin embargo, este uso debe ir acompañado de un especialista en nutrición, que tendrá en cuenta los hábitos alimentarios, el estilo de vida y el deporte de la persona, entre otros.

Alergia a la proteína de la leche de vaca

La alergia a la proteína de la leche de vaca, también conocida como APLV, se considera la alergia alimentaria más frecuente. Se estima que el 2,2% de los niños presentan la imagen de APLV en los primeros años de vida.

Esta es una reacción alérgica que el organismo tiene no sólo cuando está en contacto con la leche de vaca, sino también cuando está en contacto con sus derivados.

APLV

Esta reacción puede manifestarse de tres maneras diferentes: IgE mediada, no mediada o mezclada.

A continuación se indican algunas características de cada forma de manifestación:

IgE no mediada IgE mixta El cuerpo produce anticuerpos IgE específicos (Inmunoglubulinas E) para combatir las proteínas de la leche. La reacción alérgica no se desencadena por la producción de anticuerpos específicos lgE, sino por la producción de células inflamatorias. La reacción alérgica se desencadena tanto por la producción de anticuerpos de tipo IgE como por otras células del cuerpo. Las reacciones aparecen inmediatamente, incluso segundos después del contacto con la leche o sus derivados. Las reacciones pueden aparecer horas o días después del contacto con la leche de vaca o sus derivados. Las reacciones pueden aparecer inmediatamente después del contacto con la leche de vaca o sus derivados, o mucho después. Principales síntomas: vómitos, placas rojas que causan picor en el cuerpo, dificultades para respirar, ojos y labios hinchados, diarrea y shock anafiláctico. Síntomas principales: vómitos, atasco intestinal, diarrea (a veces con moco o sangre), cólicos e intestinos inflamados. Síntomas principales: piel resecada, con escamas (eventualmente con heridas), diarrea, vómitos, estómago y/o esófago inflamados, dolor abdominal y reflujo.