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Las proteínas son macromoléculas biológicas formadas por largas cadenas de aminoácidos que se pueden encontrar en todas las células del cuerpo humano. También se conocen como prótidos y son el tipo de sustancia más abundante en la célula después del agua, de hecho, representan el 80% del citoplasma celular deshidratado.

Cada proteína se caracteriza por una secuencia de aminoácidos concreta, y esta secuencia de aminoácidos se corresponde con una determinada secuencia de nucleótidos en el ADN. Salvo unos pocos ejemplos, como algunos péptidos anitmicrobianos, las proteínas de cualquier organismo son el resultado de la traducción de su información genética, de ahí que las proteínas también sean las biomoléculas de mayor diversidad, tanto química como funcionalmente.

Principales funciones

Las proteínas están presentes prácticamente en todos los procesos celulares y en todos los tejidos del cuerpo humano. Sus muchas funciones se podrían clasificar en ocho tipos: estructural, catalítica, reguladora, homeostática, inmunológica, transportadora, receptora y energética.

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Estructural

La función estructural es una de las funciones más comunes de las proteínas. En el interior celular, las proteínas forman la red de filamentos que constituyen el citoesqueleto, formado por los llamados microtúbulos, filamentos de actina y filamentos intermedios.

Citoesqueleto: filamentos de actina
Tinción de filamentos de actina del citoesqueleto

Las proteínas también ayudan a la estabilización estructural de la membrana citoplasmática, forman el huso mitótico durante la división celular y están involucradas en el movimiento y locomoción celular. Los filamentos de actina también son los responsables del movimiento del cuerpo, al ser los responsables de la contracción muscular.

En el exterior celular, sustancias estructurales tan abundantes como el colágeno, la queratina o la elastina, son también de naturaleza proteica y dan soporte, resistencia y elasticidad a tejidos y estructuras anatómicas.

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Catalítica

Prácticamente el 100% de las reacciones metabólicas son catalizadas por enzimas, y a excepción de las ribozimas, todas las enzimas conocidas son proteínas. Las enzimas actúan disminuyendo la energía de activación de determinadas reacciones, haciendo posible que reacciones que serían muy lentas ocurran a una velocidad suficiente como para mantener la vida.

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Reguladora

La comunicación entre las células y su entorno, entre diferentes células y entre diferentes órganos se realiza, de un modo u otro, con la participación de proteínas.

Muchos tipos de mensajeros celulares son proteínas o derivados de proteínas. Por ejemplo, las catecolaminas, que incluyen a la noradrenalina y adrenalina, son derivados de aminoácidos. También son proteínas algunas hormonas, como la insulina, el glucagón o la hormona del crecimiento (somatotropina).

Las proteínas también son esenciales en la regulación de la expresión genética, del empaquetamiento del ADN, de su replicación y de su reparación. Por ejemplo, las histonas.

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Homeostática

Las proteínas participan en diversos puntos de la homeostasis, por ejemplo en el mantenimiento del pH sanguíneo.

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Inmunológica, defensiva y reparadora

Uno de los puntos centrales del sistema inmunológico son los anticuerpos, unas sustancias proteicas sintetizadas por los linfocitos tipo B, unas células del sistema inmune altamente especializadas.

Los anticuerpos se producen como respuesta inmune específica contra agentes patógenos concretos, pero las proteínas también participan en la respuesta inmune inespecífica. Por ejemplo, la queratina, además de tener una función estructural, protege a estructuras como la piel formando una barrera física contra agentes externos.

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En caso de heridas y traumatismos, proteínas como la trombina y el fibrinógeno son las responsables de evitar hemorragias, mientras que otras proteínas se encargan de la reparación del tejido dañado.

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Transportadora

Muchísimas sustancias son transportadas unidas a proteínas entre diferentes zonas del organismo. Por ejemplo, la hemoglobina transporta el oxígeno en sangre a las células del cuerpo que lo necesiten.

Las proteínas, a través de canales transmembrana, también son las que controlan el transporte de sustancias entre el interior y el exterior celular.

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Receptora

La comunicación celular, la regulación hormonal o el reconocimiento de antígenos son todos procesos que requieren la recepción celular de señales externas. Esta recepción se realiza a través de receptores de membrana que reconocen de forma específica a determinadas sustancias químicas y desencadenan una reacción en el interior celular para transmitir el mensaje recibido.

La transducción sensorial es también una función receptora que implica a las proteínas, las cuales son las encargadas de transformar los estímulos fisicoquímicos recibidos en los órganos de los sentidos y transformarlos en impulsos nerviosos. Por ejemplo, la rodopsina de la retina y los filamentos de las células cocleares del oído.

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Función energética

La fuente energética por excelencia son los hidratos de carbono, le siguen lo lípidos y, en último lugar, las células también pueden degradar proteínas para obtener energía, aunque la proteolisis energética suele ser señal de malnutrición o déficit proteico.

Referencias

  1. Sleator RD. (2012). Prediction of protein functions. Methods in Molecular Biology. 815: 15–24. doi: 10.1007/978-1-61779-424-7_2.

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