¿Qué son las Proteínas?

Los prótidos o proteínas son biopolímeros, es decir, están constituidas por gran número de unidades estructurales simples repetitivas (monómeros). Debido a su gran tamaño, cuando estas moléculas se dispersan en un disolvente adecuado, forman siempre dispersiones coloidales, con características que las diferencian de las disoluciones de moléculas más pequeñas.


Por hidrólisis, las moléculas de proteína se escinden en numerosos compuestos relativamente simples, de masa molecular pequeña, que son las unidades fundamentales constituyentes de la macromolécula. Estas unidades son los aminoácidos, de los cuales existen veinte especies diferentes y que se unen entre sí mediante enlaces peptídicos. Cientos y miles de estos aminoácidos pueden participar en la formación de la gran molécula polimérica de una proteína.

Estructuras de las Proteínas

Tipos de Proteínas

Según su forma


Fibrosas: presentan cadenas polipeptídicas largas y una estructura secundaria atípica. Son insolubles en agua y en disoluciones acuosas. Algunos ejemplos de éstas son queratina, colágeno y fibrina.

Globulares: se caracterizan por doblar sus cadenas en una forma esférica apretada o compacta dejando grupos hidrófobos hacia adentro de la proteína y grupos hidrófilos hacia afuera, lo que hace que sean solubles en disolventes polares como el agua. La mayoría de las enzimas, anticuerpos, algunas hormonas y proteínas de transporte, son ejemplos de proteínas globulares.

Mixtas: posee una parte fibrilar (comúnmente en el centro de la proteína) y otra parte globular (en los extremos).

Según su composición química.

Simples: su hidrólisis sólo produce aminoácidos. Ejemplos de estas son la insulina y el colágeno (globulares y fibrosas).

Conjugadas o heteroproteínas: su hidrólisis produce aminoácidos y otras sustancias no proteicas llamadas grupo prostético.

Según su origen.

Proteínas de origen animal. Estas proteínas son insolubles debido a su estructura molecular, y tienen funciones de protección y soporte de tejidos. No son digeribles, pero sí se aprovecha la gelatina, que es un producto derivado. Dentro de este grupo nos encontramos con las esferoproteínas o también llamadas proteínas globurales, que están constituidas por líquidos orgánicos. También nos encontramos con las protaminas e histonas, que se encuentran en las huevas del pescado.

Proteínas de origen vegetal. Son las que provienen de las plantas o los vegetales, sobretodo los cereales. De aquí proviene el gluten, que es la mezcla de dos sustancias: gliadina y glutenina.

Según su permanencia en las células:

Constitutivas: se sintetizan en tasas casi constantes. Son las encargadas de las secciones robustas del metabolismo, aquellas proteínas sin las cuales a los seres vivos nos cuesta mucho trabajo sobrevivir. Recuérdese la carencia de Insulina en la diabetes melitus en los mamíferos, o la fenilcetonuria en los humanos o el veneno neurotóxico de los crótalos o los arácnidos que les permite inmovilizar a sus presas.

Adaptativas o inducibles: se sintetizan en tasas que varían según las necesidades celulares. Por ejemplo, las bacterias únicamente producirán las enzimas necesarias para incorporar un nutriente desde el exterior hasta el interior celulas, si éste está presente en el medio extracelular. O bien el número de transportadores de glucosa en el citoplasma de nuestras células en condiciones de inanición.

Estructurales: como la colágena, elastina y fibrinógeno que se encargas de dar soporte a diversas estructuras celulares, además encontramos en esta clasificación a las proteínas que forman al citoesqueleto, los cilios, los flagelos, los microtúbulos, etc.

Propiedades de las Proteínas

• Solubilidad: Se mantiene siempre y cuando los enlaces fuertes y débiles estén presentes. Si se aumenta la temperatura y el pH, se pierde la solubilidad.

• Capacidad electrolítica: Se determina a través de la electroforesis, técnica analítica en la cual si las proteínas se trasladan al polo positivo es porque su molécula tiene carga negativa y viceversa.
• Especificidad: Cada proteína tiene una función específica que está determinada por su estructura primaria.
• Amortiguador de pH (conocido como efecto tampón): Actúan como amortiguadores de pH debido a su carácter anfótero, es decir, pueden comportarse como ácidos (aceptando electrones) o como bases (donando electrones).

Funciones de las Proteínas

• Casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones químicas en organismos vivientes.

• Muchas hormonas, reguladores de actividades celulares.
• La hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre.
• Los anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes extraños.
• Los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada.
• La actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción.
• El colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.

Experimento 1

Queratina

Objetivo: Demostrar la presencia de proteínas en materiales biológicos. En este caso demostrar la presencia de queratina en el cabello.

Material:
-1 frasco
-Cabello
-Liquido blanqueador

Procedimiento:


-Poner en un frasco un poco de líquido blanqueador.
-Colocar un mechón de cabello y observar las burbujas.
-Cerrar el frasco y esperar de 5 a 10 minutos.

Observaciones:

Después de colocar el cabello en el liquido y esperar, se puede notar como el cabello se va desintegrando, lo que lleva a que se desprendan las proteínas del cabello, se pueden notar algunas de ellas si dejamos pasar el liquido por un filtro o si ponemos el frasco a la luz.

Conclusión: Las proteínas tienen propiedades que se alteran si se cambia el medio donde se encuentran y se hacen visibles. Son alteradas por la temperatura, por el PH y por la presencia elevada de sales. Debemos tener presente que el cloro es un factor muy dañino para nuestro cabello, ya que produce la perdida de este.

Experimento 2

Ovoalbúmina, proteína de la clara del huevo

Hipótesis: que el huevo esta constituido por proteínas

Materiales:

-Clara de huevo

-2 vasos

-Alcohol

-Vinagre

Procedimiento:

1.- Obtener con cuidado la clara de un huevo .
2.-Colocar la clara en 2 vasos desechables transparentes .
3.- Etiquetarlos respectivamente como alcohol y vinagre .

4.-Añadir a uno un poco de alcohol y al otro vinagre .

5.-Observar cuidadosamente .

6.- Dejar reposar uno 10 minutos y volver a observar inclinando ligeramente el vaso .

Observación: la clara de huevo empezó a ponerse blanca y a dispersarse y enredarse como si fuera telaraña

¿Que ha sucedido?

Loas cadenas de proteínas que hay en la clara de huevo se encuentran enrolladas adoptando una forma esférica. Se denomina proteínas globulares. Este cambio de estructura da a la clara de huevo una consistencia y color que se observa en un huevo cocinado. A este proceso se le conoce como desnaturalización.

Conclusión:

El vinagre y el alcohol al estar en contacto con la clara de huevo crea una reacción en la cual la clara cambia de color, esto gracias al pH del vinagre y el alcohol; y aunque las proteínas no se puedan observar a simple viste, este tipo de experimento nos muestra que están presentes en muchos alimentos que consumimos diariamente.

Opinión:

Este experimento me gusto ya que pude ver que realmente existen las proteínas, gracias al cambio que tubo la clara del huevo al reaccionar con el vinagre y el alcohol.
Se me hiso muy interesante y entretenido ya que vas observando paso a paso como es el cambio de la clara, fue algo muy llamativo.

Experimento 3

Características físico-químicas del colageno

Las fibras colágenas son flexibles, pero ofrecen gran resistencia a la tracción. El punto de ruptura de las fibras colágenas de los tendones humanos se alcanza con una fuerza de varios cientos de kilogramos por centímetro cuadrado. A esta tensión solamente se han alargado un pequeño porcentaje de su longitud original.

Cuando el colágeno se desnaturaliza por ebullición y se deja enfriar, manteniéndolo en una solución acuosa, se convierte en una sustancia bien conocida, la gelatina. HJGFF

-Proteína

Existe el acuerdo de que las dietas moderadas en proteínas (1-1,5 g proteína/día) se encuentran asociadas a un metabolismo normal del calcio y presumiblemente no alteran el equilibrio del esqueleto.

Un bajo consumo de proteína conduce a una reducción de la absorción intestinal de calcio, ocasionando un incremento de los niveles séricos de PTH y calcitriol (regulador del metabolismo del calcio). Las implicaciones de esta situación a largo plazo no son conocidas, pero los estudios epidemiológicos indican un incremento en las pérdidas de la masa ósea y fracturas de cadera en los individuos que consumen estas dietas.

A pesar de lo anterior, los potenciales efectos de las altas ingestas de proteína sobre el riñón exigen prudencia al recomendar ingestas superiores a las raciones dietéticas recomendadas.

-Sodio

Las elevadas ingestas de sodio incrementan la calciuria (presencia de calcio en la orina) y los marcadores del remodelado óseo. Sin embargo, existen pocos estudios que hayan examinado la relación entre la ingesta de sal y el hueso. Una revisión reciente concluye que aunque una relación entre altas ingestas de sal y las pérdidas óseas son biológicamente plausibles, sugieren que sólo un alto consumo de sal podría constituir un factor de riesgo para la osteoporosis.

Se ha comprobado que el potasio puede atenuar los efectos negativos de la alta ingesta de sodio, esta circunstancia apoya la idea de que las fuentes dietéticas de potasio, como las frutas y los vegetales, pueden ayudar a paliar los efectos sobre el hueso del consumo de sal.

Hipótesis: Todos los organismos vivos están constituidos de proteínas.

Objetivo: Demostrar la presencia de las proteínas en los materiales biológicos.

c) Colagena, proteína del hueso

Pelar una pierna de pollo cruda hasta que quede lo más limpia posible el hueso y un poco de cartílago

Poner el hueso en un frasco

Añadir vinagre hasta cubrir el hueso y observar la formación de burbujas

Dejar por 10 días, cambiando el vinagre cada 2 días Sacar el hueso y suavemente probar su elasticidad tratando de doblarlo.

OBSERVACIONES:


1° día: al principio observamos un cambio de color en el vinagre de blanco a rosa y de rosa a café.

2°Día: No se podía observar el hueso de que el color era muy espeso.

5° Día: Al cambiar el vinagre solo se oscureció un poco no como las veces pasadas y el hueso no estaba tan duro como antes.

10° Día: El hueso es flexible y fácil de doblar el vinagre sigue con su color.

Con esto observamos que el exceso de sal en los huesos puede hacer que el colágeno se pierda dando pie a la ruptura de huesos.

Función de las Proteínas

Protector del tejido muscular. Decimos que tiene un elevado valor biológico, esto se debe, a que contiene una alta concentración de aminoácidos esenciales. La mayoría de ellos corresponden a BCAA´s (aminoácidos de cadena ramificada) destinados a favorecer el crecimiento muscular y evitar el catabolismo tisular provocado por situaciones de estrés como puede ser un ejercicio de alta intensidad. Los BCAA´s suprimen la proteolisis (ruptura de proteínas), además de ser una fuente energética metabólica para el músculo y otros tejidos debido a que intervienen en el ciclo de la alanina. No hay otra proteína que proporciona mayor cantidad de BCAA´s que la de suero. Generalmente, los suplementos de calidad a base de proteína de suero son reforzados con el aminoácido GLUTAMINA, precursor de los BCAA´s y que sinergiza la función anticatabolica de los mismos. La proteína de suero es también una fuente importante de vitaminas y minerales como el calcio y las vitaminas del grupo B.


2. Protector del sistema inmunologico.- La proteína de suero es una importante fuente de inmunoglobulinas, que son conocidas por sus efectos inmuno protector (actúan como anticuerpos frente a microorganismos y sustancias extrañas al organismo). Además, el suero de leche es rico en grupos de glutamilcisterina y otros compuestos de cisterina de los cuales ayudan a la producción de glutation, que a su vez es necesario para la proliferación de linfocitos (un tipo de células blancas sanguíneas cuya función es intervenir en la respuesta inmune).

3. Función antioxidante.- La proteína de suero tiene una significante acción antioxidante debido a que elimina los compuestos que provocan la oxidación de lípidos. La mayoría de los antioxidantes que se encuentran en el suero están presentes en fracciones de bajo peso molecular de la proteína y son solubles al agua.

Aplicación de las Proteínas

Las enormes aplicaciones de las proteínas en la industria: película, papel fotográfico, pinturas, colas, calzados, alimentos, detergentes, fibras, medicinas. También la importancia de las síntesis de las proteínas que resuelven el déficit de algunas proteínas en la dieta de gran parte de la población humana subalimentada. Los problemas generados por el enorme desarrollo tecnológico y científico de la Biotecnología como la introducción de genes humanos y de otras especies en cromosomas para desarrollar procesos fermentativos industriales para la obtención de hormonas a partir de la acción de microorganismos a los que genéticamente se les ha alterado el metabolismo, lo que ha permitido la producción de diferentes hormonas como la del crecimiento, la cortisona, la vasopresina, y la insulina. La producción del interferón a nivel industrial ha permitido el tratamiento de diferentes enfermedades virales, incluso la prueba para el tratamiento del SIDA.

Algo que pasa en común

El cuerpo utiliza las proteínas para fabricar multitud de moléculas proteicas especializadas que desempeñan funciones específicas. Por ejemplo, el cuerpo utiliza proteínas para fabricar hemoglobina, el componente de los glóbulos rojos que transporta oxígeno a todos los tejidos del cuerpo. Otras proteínas se utilizan para construir el músculo cardíaco, independientemente de que estés corriendo o paseando, las proteínas siempre estarán desempeñando una función importante, como mover tus piernas, insuflar tus pulmones y protegerte contra las enfermedades