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3.3B: Aminoácidos - Biología

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Objetivos de aprendizaje

  • Describir la estructura de un aminoácido y las características que le confieren sus propiedades específicas.

Estructura de un aminoácido

Los aminoácidos son los monómeros que forman las proteínas. Cada aminoácido tiene la misma estructura fundamental, que consiste en un átomo de carbono central, también conocido como carbono alfa (α), unido a un grupo amino (NH2), un grupo carboxilo (COOH) y un átomo de hidrógeno. En el ambiente acuoso de la célula, tanto el grupo amino como el grupo carboxilo se ionizan en condiciones fisiológicas, y también las estructuras -NH3+ y -COO, respectivamente. Cada aminoácido también tiene otro átomo o grupo de átomos unidos al átomo central conocido como grupo R. Este grupo R, o cadena lateral, le da a las proteínas de cada aminoácido características específicas, incluido el tamaño, la polaridad y el pH.

Tipos de aminoácidos

El nombre "aminoácido" se deriva del grupo amino y del grupo ácido carboxílico en su estructura básica. Hay 21 aminoácidos presentes en las proteínas, cada uno con un grupo R o cadena lateral específicos. Diez de estos se consideran aminoácidos esenciales en los seres humanos porque el cuerpo humano no puede producirlos y deben obtenerse de la dieta. Todos los organismos tienen diferentes aminoácidos esenciales según su fisiología.

Características de los aminoácidos

¿Qué categorías de aminoácidos esperaría encontrar en la superficie de una proteína soluble y cuáles esperaría encontrar en el interior? ¿Qué distribución de aminoácidos esperaría encontrar en una proteína incrustada en una bicapa lipídica?

La composición química de la cadena lateral determina las características del aminoácido. Los aminoácidos como la valina, la metionina y la alanina son apolares (hidrófobos), mientras que los aminoácidos como la serina, la treonina y la cisteína son polares (hidrófilos). Las cadenas laterales de lisina y arginina están cargadas positivamente, por lo que estos aminoácidos también se conocen como aminoácidos básicos (pH alto). La prolina es una excepción a la estructura estándar de un aminoácido porque su grupo R está unido al grupo amino, formando una estructura similar a un anillo.

Los aminoácidos están representados por una sola letra mayúscula o una abreviatura de tres letras. Por ejemplo, la valina se conoce por la letra V o el símbolo de tres letras val.

Enlaces peptídicos

La secuencia y la cantidad de aminoácidos determinan en última instancia la forma, el tamaño y la función de la proteína. Cada aminoácido está unido a otro aminoácido mediante un enlace covalente, conocido como enlace peptídico. Cuando dos aminoácidos están unidos covalentemente por un enlace peptídico, el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del aminoácido entrante se combinan y liberan una molécula de agua. Cualquier reacción que combine dos monómeros en una reacción que genere H2O como uno de los productos se conoce como reacción de deshidratación, por lo que la formación de enlaces peptídicos es un ejemplo de reacción de deshidratación.

Cadenas de polipéptidos

La cadena de aminoácidos resultante se llama cadena polipeptídica. Cada polipéptido tiene un grupo amino libre en un extremo. Este extremo se llama N terminal, o amino terminal, y el otro extremo tiene un grupo carboxilo libre, también conocido como C o carboxilo terminal. Al leer o informar la secuencia de aminoácidos de una proteína o polipéptido, la convención es usar la dirección N-a-C. Es decir, se supone que el primer aminoácido de la secuencia es uno en el terminal N y se supone que el último aminoácido es el que está en el terminal C.

Aunque los términos polipéptido y proteína a veces se usan indistintamente, un polipéptido es técnicamente cualquier polímero de aminoácidos, mientras que el término proteína se usa para un polipéptido o polipéptidos que se han plegado correctamente, combinados con cualquier componente adicional necesario para un funcionamiento adecuado, y ahora funcional.

Puntos clave

  • Cada aminoácido contiene un átomo de C central, un grupo amino (NH2), un grupo carboxilo (COOH) y un grupo R específico.
  • El grupo R determina las características (tamaño, polaridad y pH) de cada tipo de aminoácido.
  • Los enlaces peptídicos se forman entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino de otro a través de la síntesis de deshidratación.
  • Una cadena de aminoácidos es un polipéptido.

Términos clave

  • aminoácidos: Cualquiera de los 20 α-aminoácidos naturales (que tienen los grupos amino y ácido carboxílico en el mismo átomo de carbono) y una variedad de cadenas laterales que se combinan, a través de enlaces peptídicos, para formar proteínas.
  • Grupo R: El grupo R es una cadena lateral específica de cada aminoácido que confiere propiedades químicas particulares a ese aminoácido.
  • polipéptido: Cualquier polímero de aminoácidos (iguales o diferentes) unidos mediante enlaces peptídicos.

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