Por Paul Dohrman
Actualizado el 24 de marzo de 2022
Las proteínas son polímeros largos elaborados a partir de 20 aminoácidos naturales. Aunque algunas proteínas incorporan residuos no canónicos, la columna vertebral de cada proteína es una cadena de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos.
El viaje comienza en el núcleo, donde un segmento de ADN se transcribe en ARN mensajero (ARNm). El ARNm sale del núcleo y se une a un ribosoma, la máquina sintetizadora de proteínas de la célula. Las moléculas de ARN de transferencia (ARNt) llevan los aminoácidos apropiados al ribosoma, donde se añaden secuencialmente a la cadena polipeptídica en crecimiento.
Los aminoácidos adyacentes se unen cabeza a cola mediante enlaces peptídicos:el grupo carboxilo (-COOH) de un residuo se une al grupo amino (-NH₂) del siguiente. La cadena resultante se llama polipéptido. El enlace peptídico confiere planaridad a la columna vertebral pero permite la rotación alrededor de los enlaces simples, dando a la cadena la flexibilidad necesaria para el plegado.
Cada aminoácido tiene una cadena lateral distinta (grupo R) unida a su carbono central. Estas cadenas laterales difieren en tamaño, carga e hidrofobicidad, lo que influye en cómo la cadena interactúa consigo misma y con el entorno celular acuoso. Las cadenas laterales polares tienden a orientarse hacia el disolvente, mientras que los grupos no polares se agrupan dentro del núcleo de la proteína, impulsando el proceso de plegado.
La secuencia primaria de aminoácidos codifica la forma tridimensional única de la proteína. Debido a que la columna vertebral puede girar libremente, la mayoría de los polipéptidos se pliegan espontáneamente en una conformación única y energéticamente favorecida. Incluso una sola sustitución de un aminoácido puede alterar el plegamiento y hacer que la proteína deje de ser funcional.
Con 20 aminoácidos disponibles, hay 20 n polipéptidos teóricos de longitud n. Sin embargo, sólo una fracción minúscula de estas secuencias se pliegan en proteínas funcionales estables. La gran mayoría sería inestable o adoptaría múltiples conformaciones de baja energía, por lo que la presión evolutiva selecciona solo las pocas secuencias que satisfacen las necesidades funcionales del organismo.
