¿Cuántas combinaciones de proteínas son posibles con los 20 aminoácidos básicos?

Escrito por matthew williams | Traducido por laura de alba
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¿Cuántas combinaciones de proteínas son posibles con los 20 aminoácidos básicos?
Las carnes rojas contienen muchas proteínas. (VIANDE image by Cyril Comtat from Fotolia.com)

Las proteínas están entre los químicos más importantes para toda la vida en el planeta. La estructura de las proteínas puede variar ampliamente. Cada proteína, sin embargo, está hecha por muchos de los 20 diferentes aminoácidos. Similar a las letras en el alfabeto, el orden de los aminoácidos en una proteína juegan un papel importante en cómo funcionará la estructura final. Las proteínas pueden ser millones de aminoácidos, por lo tanto las posibilidades son casi infinitas, como vamos a examinar.

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Cómo se determina la secuencia de aminoácidos

Tal vez tengas la idea general de que el ADN es la base genética para todo lo que eres. Lo que tal vez no sepas es que la única función del ADN es determinar el orden de los aminoácidos que van en las proteínas que te hacen lo que eres. El ADN es simplemente cadenas largas de cuatro nucleótidos repetidas una y otra vez. Estos nucleótidos son adenina, timina, guanina y citosina y son comúnmente representadas por las letras ATGC. No importa qué tan largo sea tu ADN, tu cuerpo "lee" estos nucleótidos en grupos de tres, y cada tres nucleótidos codifica un aminoácido específico. Por lo tanto una secuencia de 300 nucleótidos dará el código para una proteína larga de 100 aminoácidos.

Eligiendo los aminoácidos

Por último, tu ADN hace copias pequeñas de sí misma, conocido como mensajero ARN o mARN, que se encuentran en los ribosomas de tus células donde se hacen las proteínas. El ARN utiliza los mismos nucleótidos que el ADN pero utiliza un químico llamado uracilo en lugar de la timina. Si juegas con las letras A, U, G y C, y las reacomodas en grupos de tres, encontrarás que existen 64 posibles combinaciones con orden distinto. Cada grupo de tres es conocido como codon. Los científicos han desarrollado una tabla que permite que veas qué codon específico es para cuál aminoácido. Tu cuerpo sabe que si en el mARN se lee "CCU", el aminoácido leucina debe ser añadido. Para ver una tabla completa del codon, ve la sección de referencias en la parte inferior de la página.

Diferentes posibilidades de proteínas

Las proteínas pueden ser simplemente una cadena de aminoácidos, pero algunas proteínas complicadas son de hecho múltiples cadenas de aminoácidos juntas. Adicionalmente, las proteínas son de diferentes longitudes ya que pueden ser sólo un par de aminoácidos o más de 100. Más aún, no todas las proteínas utilizan los 20 aminoácidos. Una proteína puede posiblemente tener una longitud de 100 aminoácidos y sólo utilizar ocho o 10 diferentes. Debido a todas estas posibilidades, existe literalmente un número infinito de posibles permutaciones que pueden ser una proteína. En la naturaleza, tal vez haya un número finito de proteínas; sin embargo, el número real de proteínas en existencia es de miles de millones, sino es que más.

La diferencia en una proteína

Todos los organismos vivos tienen ADN y utilizan los mismos 20 aminoácidos para crear las proteínas esenciales para vivir. Se puede decir que una bacteria, las plantas, las moscas y los humanos todos comparten los mismos bloques constructores básicos de vida. La única diferencia entre una mosca y un humano es el orden del ADN y por lo tanto el orden de las proteínas. Incluso entre los humanos, las proteínas varían drásticamente. Las proteínas le dan el color a nuestro cabello y nuestras uñas, y también crean las enzimas en nuestra saliva. Las proteínas hacen crecer nuestro corazón y también nuestro hígado. La variedad de uso estructural y funcional para las proteínas es casi ilimitado.

Porqué es importante el orden

El orden de los aminoácidos es tan importante para las proteínas como el orden de las letras es importante para las palabras. Considera el término "Santa" y todo lo que está asociado con él. Acomodar simplemente las letras puede terminar en el término "Satán", que tiene una connotación drásticamente diferente. No es diferente con los aminoácidos. Cada aminoácido tiene una manera diferente de reaccionar con los otros. A algunos les gusta el agua, otros la odian, y diferentes aminoácidos pueden interactuar como como polos en un imán donde unos son atraídos y otros son repelidos. A nivel molecular, los aminoácidos se condensan hacia abajo en forma de espiral o de hoja. Si a los aminoácidos no les gusta estar lado a lado, estos pueden cambiar drásticamente la forma de la molécula. Al final, es la forma de la molécula la que realmente importa. La amilasa, una proteína en tu saliva, puede comenzar a romper carbohidratos de tus alimentos, pero no puede tocar las grasas. La pepsina, una proteína en los jugos estomacales, puede romper las proteínas, pero no los carbohidratos. El orden de los aminoácidos les da a las proteínas su estructura y la estructura les da su función.

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