De acuerdo, probablemente malinterpreté la pregunta cuando la leí por primera vez, así que les di una respuesta sobre la función de las proteínas en general y agregué un par de ejemplos para cada función. Parece una respuesta demasiado larga y muy detallada, pero en realidad contiene solo información básica sobre diferentes funciones de proteínas. Entonces, leer la respuesta completa podría darle una mejor comprensión de las proteínas y su importancia. Sin embargo, si la respuesta es demasiado larga, puede leer solo las oraciones que contienen las palabras en negrita . Las proteínas hacen prácticamente todo el trabajo dentro de la célula. Hay 7 funciones principales de proteínas:
- Estructural: las proteínas estructurales brindan soporte mecánico. Por lo general, son parte de la matriz extracelular de los tejidos conectivos. Son proteínas fibrosas. Las proteínas estructurales bien conocidas son colágeno, queratina y elastina . El colágeno es la proteína más abundante en los mamíferos. Es una proteína mecánicamente dura y, por lo tanto, es un componente importante de los huesos, los dientes, el cartílago, los tendones, la piel, etc. Su síntesis requiere vitamina C como cofactor y su deficiencia conduce a una enfermedad llamada escorbuto. Era común entre los marineros en el pasado, porque generalmente no tenían una buena fuente de vitamina C en sus dietas. La queratina es un componente importante de la piel, las uñas y el cabello. La elastina es como su nombre sugiere una proteína elástica. Está presente en casi todos los tejidos conectivos. Es un componente importante de los vasos sanguíneos, los pulmones, la vejiga y muchos otros órganos.
- Almacenamiento: las proteínas de almacenamiento son reservas de iones metálicos o aminoácidos . Son comunes en semillas, claras de huevo y leche. Tienen un papel principal en proporcionar los materiales necesarios para el desarrollo de un organismo. Ejemplos de proteínas de almacenamiento son la ovoalbúmina y la caseína que sirven como una buena fuente de aminoácidos, y la ferritina que almacena hierro.
- Catalizador: prácticamente todos los componentes celulares podrían reaccionar entre sí, pero las condiciones celulares no son favorables para estas reacciones, por lo que la mayoría de ellas no ocurrirían (o ocurrirían a muy baja velocidad) sin catalizadores (sustancias que aceleran el proceso). reacciones, pero mantenerse químicamente sin cambios después de la reacción se ha hecho). Los catalizadores biológicos que permiten que las reacciones se produzcan a las velocidades particulares se llaman enzimas . Aumentan la velocidad de reacción al reducir su energía de activación ( energía libre mínima que debe estar disponible para el sistema químico con reactivos potenciales para dar como resultado una reacción química). En condiciones celulares, la mayoría de las moléculas tienen una energía bastante baja y, por lo tanto, no pueden reaccionar sin enzimas. La mayoría de las enzimas son proteínas. Se unen a los reactivos, que se llaman sustrato (s) , y los convierten en producto (s) . Una enzima particular puede unir solo un rango específico de sustratos (algunas enzimas son muy específicas y solo se pueden unir a un sustrato particular), lo cual se explica comúnmente con el ejemplo de un candado y una llave , aunque no es del todo correcto, pero en este caso el caso sirve como un buen ejemplo.
Las enzimas median casi todos los procesos dentro de una célula desde el metabolismo hasta la replicación del ADN. Entonces la vida tal como la conocemos no podría ser posible sin las enzimas. Existen muchas enzimas importantes, pero algunos de los grupos de enzimas más estudiados son las lisozimas (parte del sistema inmune innato), lisan las paredes de las células bacterianas y las serina proteasas (una familia de enzimas digestivas que contienen serina en su actividad). sitio, como su nombre lo indica, rompen enlaces peptídicos, incluyen proteasas con varias especificidades de enlace peptídico, como quimotripsina , tripsina y elastasa ) - Transporte: las proteínas de transporte transportan diversos materiales hacia y desde la célula. El transporte de estas sustancias ocurre de diferentes maneras. Un ejemplo famoso de proteína de transporte es la hemoglobina , incluso si has dormido en tus clases de biología, probablemente conozcas esta. Es un componente principal de los eritrocitos y su función es transportar oxígeno a través del cuerpo . El oxígeno es una molécula pequeña, también lo son el dióxido de carbono y el agua, y pueden pasar a través de las membranas celulares por difusión. [Movimiento neto de las moléculas de las regiones de mayor a las regiones de menor concentración hasta que la distribución de las moléculas se vuelve uniforme. La diferencia gradual en la concentración de una sustancia particular entre dos regiones se denomina gradiente de concentración. La difusión de difusión es el resultado del movimiento aleatorio de las moléculas debido a su energía térmica, por lo tanto, este proceso es “pasivo”, lo que significa que no requiere entrada de energía. Tenga en cuenta que aunque las moléculas se mueven aleatoriamente, su movimiento neto parece ser direccional simplemente porque es más probable que el movimiento de la partícula se dirija hacia las áreas donde hay más espacio]. Sin embargo, la mayoría de las moléculas son demasiado grandes o polares para pasar a través de la membrana celular (o pueden pasar, pero a un ritmo más lento de lo requerido). Existen proteínas transmembrana especiales (proteínas que atraviesan la membrana) que permiten el transporte de estas moléculas. Hay dos tipos de proteínas de transporte de membrana: portadores y canales. Las proteínas transportadoras pueden facilitar la difusión de moléculas particulares o realizar un transporte activo (las proteínas transportadoras que realizan el transporte activo también se denominan bombas de proteínas ). Algunas proteínas transportadoras pueden funcionar como cotransportes que acoplan el movimiento de algunas moléculas por sus gradientes electroquímicos (si las sustancias son iones, entonces su difusión no solo depende de su concentración, sino también de la carga neta de una región en particular) con el movimiento de otras moléculas sus gradientes electroquímicos. La bomba de sodio y potasio es un transportador que desempeña un papel importante en el mantenimiento de la concentración de los dos iones, especialmente en las células nerviosas. Es obvio que las proteínas del canal contienen un canal a través del cual pueden pasar moléculas específicas. Los canales de proteínas generalmente tienen una estructura específica que permite el transporte de un pequeño rango de moléculas. Las proteínas del canal pueden “abrirse” y “cerrarse”, es decir, pueden ser inducidas por un estímulo específico para cambiar su estructura a fin de permitir o detener el transporte. Tales canales se llaman canales cerrados . Pueden ser canales regulados por voltaje o bloqueados por ligando , cambian su conformación como respuesta a un potencial de membrana específico y unión de una molécula específica, respectivamente. El canal de sodio , un canal controlado por ligando, juega un papel central en la generación de impulsos nerviosos.
- Señalización : algunos de los mensajeros químicos son proteínas, y todos los receptores de los mensajes químicos son proteínas. Las proteínas que reciben señales químicas se llaman receptores . Son proteínas transmembrana , lo que significa que están incrustadas en la membrana plasmática. Tienen un sitio específico que se une a moléculas específicas llamadas ligandos . Cuando una proteína receptora se une a un ligando, generalmente cambia la estructura, lo que inicia una cascada de reacciones químicas llamadas, en conjunto , la ruta de transducción de señales que conduce a una respuesta celular. Un receptor puede ser un canal cerrado, o incluso una enzima, se puede acoplar a una proteína G. A veces, la proteína tiene múltiples funciones. Una clase importante de receptores son receptores de cinasa (por ejemplo, tirosina quinasas). Tienen dominios enzimáticos que se activan cuando el ligando se une al sitio de unión en la superficie. Esto conduce a la fosforilación (adición del grupo fosfato) de otra enzima inactiva previamente (generalmente otra quinasa) que la activa. Los ligandos pueden ser diferentes tipos de moléculas. Pueden ser iones, péptidos, lípidos, azúcares y algunas veces proteínas. Por ejemplo, la insulina , una hormona bien conocida, es una proteína de 51 residuos (contiene 51 aminoácidos).
- Defensa: los anticuerpos o inmunoglobulinas tienen un papel importante en la defensa de un organismo. Son proteínas en forma de Y que se unen solo a una cierta parte de una proteína específica. La parte de la proteína a la que se une un anticuerpo se denomina epítopo , mientras que la proteína que contiene ese epítopo se denomina antígeno . La unión entre un anticuerpo y un antígeno también se puede explicar mediante el uso del modelo de bloqueo y llave. Los anticuerpos detectan proteínas presentes en las superficies de virus y bacterias y pueden etiquetar un patógeno o la célula infectada para que pueda ser destruida por otras partes del sistema inmunitario (macrófagos o linfocitos T) o pueden neutralizar a su objetivo por sí mismos.
- Contractil: las proteínas motoras contráctiles también forman una red que puede generar fuerza para producir contracciones. Es obvio que estas proteínas son componentes principales de las células musculares , sin embargo están presentes en otros tipos de células. Las proteínas motoras también están presentes en bacterias, arqueas y protistas, donde permiten el golpeo de cilias y flagelos . También están presentes en las células vegetales donde tienen un papel en la citocinesis y la transmisión citoplásmica. Existen muchos tipos de proteínas contráctiles, pero las más comunes son la actina y la miosina .
