Las Hormonas, Proteínas, Aminoacidos y Nucleótidos

Las hormonas (del griego hormáo, excitar o poner en marcha) son moléculas orgánicas que con frecuencia se las considera pertenecientes al grupo de los biocatalizadores junto con las enzimas o fermentos y las vitaminas.

Las hormonas son segregadas por ciertas células especializadas localizadas en las glándulas de secreción interna o glándulas endocrinas, son transportadas por vía sanguínea, solas o asociadas a ciertas proteínas y hacen su efecto en determinados órganos o tejidos diana a distancia de donde se sintetizaron, interviniendo en la comunicación celular. Existen hormonas naturales y hormonas sintéticas. Unas y otras se emplean como medicamentos en ciertos trastornos, por lo general, aunque no únicamente, cuando es necesario compensar su falta o aumentar sus niveles si son menores de lo normal.

Las hormonas pertenecen al grupo de los mediadores o mensajeros químicos, que incluyen a los neurotransmisores y a las hormonas. A veces es difícil clasificar a un mensajero químico como hormona o neurotransmisor. La especialidad médica que se encarga del estudio de las enfermedades relacionadas con las hormonas es la endocrinología.

Las hormonas se Clasifican en:

• Hormonas adenohipofisiarias: Son seis: Prolactina, ACTH, TSH, FSH, LH y GH.
• Hormonas adrenocorticales: Son los glucocorticoides y mineralcorticoides, como el cortisol y la aldosterona.
• Hormona adrenocorticotropa = Corticotropina = ACTH
• Hormona adrenomedular = Adrenalina = epinefrina
• Hormona de Allen Doysi
• Hormonas neurohipofisarias: Son la vasopresina y la oxitocina.
• Hormona antidiurética = Vasopresina = ADH
• Hormona de Aschheim-Zondek
• Hormona del crecimiento = Hormona somatotropa = GH
• Hormona cromafín
• Hormona cromatoforotrópica = Melanotropina
• Hormona diabetógena = Glucagón
• Hormona estimulante de las células intersticiales = Hormona luteinizante= LH
• Hormona folicular= Estrógenos
• Hormona foliculoestimulante = Hormona gametogenética = FSH
• Hormona galactopoyética = Prolactina = Hormona lactógena = Hormona mamotrópica
• Hormona gástrica = Gastrina
• Hormona gonadotrópica = gonadotropinas: son la FSH y la LH.
• Hormona hipotalámica: Son múltiples hormonas peptídicas, llamadas factores hipotalámicos, como la GnRH (Hormona estimulante de gonadotropinas)
• Hormona intestinal
• Hormona langerhansiana = Insulina
• Hormona ovárica Son los estrógenos y progestágenos.
• Hormona pancreática
• Hormona paratiroidea = Paratiroidina = parathormona = PTH
• Hormona placentaria
• Hormona progestágena = progesterona = Hormona del cuerpo lúteo
• Hormonas sexuales
  • Hormonas sexuales masculinas = Hormona orquídica = Hormona testicular =andrógenos: Son Testosterona, Androsterona, androstendiona
  • Hormonas sexuales femeninas: Estrógenos y progestágenos.
• Hormona simpática: Adrenalina y Noradrenalina.
• Hormona somatomamotrópica = Lactógeno placentario
• Hormona de Swingle y Pfiffner = Cortina
• Hormona tiroidea = Tiroxina
• Hormona tirotrópica = Hormona estimulante del tiroides = TSH = Hormona tiroestimulante

 

Las proteínas (del griego Proteion, primero) son macromoléculas de peso molecular elevado, formadas por aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Pueden presentar una o varias cadenas. Las proteínas son biomoléculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Pueden además contener azufre y en algunos tipos de proteínas, fósforo, hierro, magnesio y cobre entre otros elementos.

La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un péptido:

• oligopéptido: número de aminoácidos <10
• polipéptido: número de aminoácidos > 10
• proteína: número de aminoácidos > 50

Las más abundantes de las biomoléculas. Constituyen más del 50 por ciento del peso seco de las células.

Son sustancias muy versátiles.

Se forman en el ribosoma a partir de la información suministrada por los genes.

La Proteína es una sustancia química que forma parte de la materia fundamental de la célula. Son moléculas formadas por una gran cantidad de aminoácidos. Generalmente se disuelven en agua o en soluciones acuosas de sales minerales diluidas. Entre ellas, figuran las enzimas, ciertas hormonas y albúmina o clara de huevo. son indispensables en la alimentación.

Los aminoácidos que componen las proteínas son 20: alanina, arginina, asparagina, aspartato, cisteína, fenilalanina, glicina, glutamato, glutamina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, prolina, serina, tirosina, treonina, triptófano y valina.

El criterio físico más utilizado es la solubilidad. Así se distinguen

1. albúminas: proteínas que son solubles en agua o en disoluciones salinas diluídas
2. globulinas: requieren concentraciones salinas más elevadas para permanecer en disolución
3. prolaminas: solubles en alcohol
4. glutelinas: sólo se disuelven en disoluciones ácidas o básicas
5. escleroproteínas: son insolubles en la gran mayoría de los disolventes

Desde un punto de vista químico, existen dos grandes grupos de proteínas:

• proteínas simples: formadas exclusivamente por a-aminoácidos, como es el caso de la ubiquitina, una proteasa intracelular formada por 53 AA.
• proteínas conjugadas: que contienen además de la cadena polipeptídica un componente no aminoacídico llamado grupo prostético, que puede ser un azúcar, un lípido, un ácido nucleico o simplemente un ión inorgánico. La proteína en ausencia de su grupo prostético no es funcional, y se llama apoproteína. La proteína unida a su grupo prostético es funcional, y se llama holoproteína (holoproteína = apoproteína + grupo prostético). Son proteínas conjugadas la hemoglobina, la mioglobina, los citocromos, etc. En la figura inferior derecha se representa el citocromo c, donde el grupo prostético (representado en color verde) es el grupo hemo.

En cuanto a su forma molecular, podemos distinguir:

• proteínas globulares: la cadena polipeptídica aparece enrollada sobre sí misma dando lugar a una estructura más o menos esférica y compacta.
• proteínas fibrosas: si hay una dimensión que predomina sobre las demás, se dice que la proteína es fibrosa. Las proteínas fibrosas, por lo general, tienen funciones estructurales.

Desde un punto de vista funcional se distinguen:

• proteínas monoméricas: constan de una sola cadena polipeptídica, como la mioglobina.
• proteínas oligoméricas: constan de varias cadenas polipeptídicas. Las distintas cadenas polipeptídicas que componen una proteína oligomérica se llaman subunidades, y pueden ser iguales o distintas entre sí. Un ejemplo es la hemoglobina, formada por 4 subunidades, cada una representada de distinto color en la figura inferior.

 

Un aminoácido es una molécula que contiene un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (NH₂-) libres.Pueden expresarse en general por NH₂-CHR-COOH, siendo R un radical caracteristico para cada ácido. Químicamente son muy variados. Los hay que forman proteínas (proteicos), mientras otros nunca se encuentran en ellas. Todos los aminoácidos que componen proteínas presentan un carbono asimétrico denominado alfa.

Existen aproximadamente 20 aminoácidos distintos que se denominan aminoácidos esenciales, los que poseen especial importancia porque son los que el cuerpo humano requiere para construir las proteínas, que constituyen la base de los distintos tejidos.

Algunos de ellos pueden ser sintetizados por el cuerpo humano. Los que no pueden ser sintetizados por el cuerpo humano deben ser ingeridos en los alimentos. No hacerlo limita el desarrollo del cuerpo, ya que este no es capaz de reponer las células de los tejidos que mueren o de crear tejidos nuevos, en el caso del crecimiento.

Algunos aminoácidos esenciales son la Lisina, la Metionina y el Tritofano.

La estructura general alafa proteinogénica de un aminoácido es:

Donde “R” representa una cadena lateral específica para cada aminoácido. Los aminoácidos son generalmente clasificados según las propiedades de su cadena lateral en cuatro grupos: ácido, básico, hidrófilo (polar), e hidrófobo (apolar).

 

Los ácidos nucleicos son macromoléculas formadas por la repetición de un monómero llamado nucleótido, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Estos se unen entre sí por un grupo fosfato, formando largas cadenas o polímeros o polinucleótidos. Pueden alcanzar tamaños gigantes, siendo las moléculas más grandes que se conocen, constituídas por millones de nucleótidos. Son las moléculas que tienen la información genética de los organismos y son las responsables de su transmisión hereditaria.

Diagrama muy simplificado un ácido nucleico doblemente trenzado. Los círculos amarillos representan fosfatos, los verdes pentosas y los rojos bases nitrogenadas. Las líneas sólidas representan enlaces covalentes, las punteadas enlaces de hidrógeno.

Existen dos tipos de ácidos nucléicos, ADN y ARN, que se diferencian en:

• El azúcar (pentosa) que contienen: la desoxirribosa en el ADN y ribosa en el ARN.
• Las bases nitrogenadas que contienen, adenina, guanina, citosina y timina, en el ADN; y adenina, guanina, citosina y uracilo en el ARN.
• En los eucariotas la estructura del ADN es de doble cadena, mientras que la estructura del ARN es monocatenaria aunque puede presentarse en forma lineal como el ARNm o en forma plegada cruciforme como ARNt y ARNr.
• El peso molecular del ADN es generalmente mayor que el del ARN.

El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Miescher que en la década de 1860 aisló de los núcleos de las células una sustancia ácida a la que llamó nucleína, es decir ácido nucleico.

 

Los nucleótidos son las unidades que forman los ácidos nucleicos. Cada nucleótido es una molécula relativamente compleja, compuesta por la unión de tres unidades: un monosacárido (una pentosa), una base nitrogenada (púrica (Adenina, Guanina) o pirimidínica (Citosina, Timina y Uracilo) y uno o varios grupos fosfato (ácido fosfórico). Tanto la base nitrogenada como los grupos fosfato están unidos a la pentosa.

La unión formada por la pentosa y la base nitrogenada se denomina nucleósido.

Hay 2 tipos de Ácidos nucleicos: ADN (Ácido Desoxirribonucleico) y ARN (Ácido Ribonucleico)

El ADN está constituido por 2 cadenas polinucleotídicas unidas entre sí en toda su longitud. Esta doble cadena puede disponerse en forma lineal (núcleo de las células eucariotas) o en forma circular (ADN de las células procariotas, así como de las mitocondrias y cloroplastos eucariotas). La molécula de ADN porta la información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un individuo y contiene los mensajes e instrucciones para que las células realicen sus funciones.

El ARN es un polímero no ramificado, compuesto por una serie de nucleótidos unidos por enlace fosfoéster. El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos constituyentes, en lugar de una desoxirribosa es una ribosa, y en que en lugar de las cuatro bases nitrogenadas mayoritarias presentes aparece Uracilo en lugar de Timina. Las cadenas de ARN son más cortas que las de ADN. El ARN está constituido por una única cadena.

Mientras el ADN contiene la información, el ARN la usa para que se concretice en las proteínas específicas del individuo.

El ATP se puede sintetizar a partir de ADP y Pi mediante dos procesos:

Fosforilación a nivel de substrato.

Mecanismo quimiosmótico de Mitchell.

La fosforilación a nivel de substrato ocurre en el citoplasma celular. Por ejemplo, la formación del ácido pirúvico a partir del ácido fosfoenol pirúvico, catalizada por la enzima piruvatoquinasa produce ATP.

Según la teoría quimiosmótica de Mitchell( ganador del premio Nobel en 1978), el sistema transportador de electrones produce un gradiente de protones entre los dos lados de la membrana mitocondrial interna, que crea una diferencia de pH y un potencial de membrana. De acuerdo a esta teoría , los protones son bombeados de la matriz mitocondrial hacia el compartimento intermembranal, a medida que los electrones del NADH₂ se mueven a través de una cadena transportadora de electrones, la cual forma parte de la membrana mitocondrial. Cada par de electrones cruza la membrana tres veces, transportando en cada una de ellas dos protones hacia el espacio intermembranal. Se forma así un gradiente de protones y de potencial eléctrico ( gradiente electroquímico) , que origina un movimiento inverso de protones hacia la matriz, a través de canales de difusión formados por la ATP asa ( ATP sintetasa). A medida que los protones (H⁺) pasan a través de la ATP sintetasa, la energía libre liberada potencia la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato. Por cada NADH₂ que se oxida, se traslocan 6 protones los que al regresar a la matriz generan 3 moléculas de ATP. La síntesis de ATP acoplada al consumo de oxígeno se llama fosforilación oxidativa.

Fosforilación fotosintética.

La síntesis de ATP producida en los cloroplastos, mediante la utilización de energía luminosa, se denomina fotofosforilación:

ADP + Pi + cloroplastos + luz à ATP

En la membrana tilacoidal como resultado de la fotólisis del agua ( H₂ O à ½ O₂ + 2H⁺ ) y de la oxidación de la plastoquinona (PQH₂ àPQ + 2 H⁺ ) se generan protones (H⁺ ), que originan un alto gradiente de concentración de protones, al ser transportados del lumen tilacoidal hacia el estroma. Ese gradiente de pH a través de la membrana es responsable de la síntesis de ATP, catalizada por la enzima ATP sintetasa.

ADN es la abreviatura del ácido desoxirribonucleico. Constituye el material genético de los organismos. Es el componente químico primario de los cromosomas y el material del que los genes están formados. En las bacterias el ADN se encuentra en el citoplasma mientras que en organismos más complejos y evolucionados, tales como plantas, animales y otros organismos multicelulares, la mayoría del ADN reside en el núcleo celular. Se conoce desde hace más de cien años. El ADN fue identificado inicialmente en 1868 por Friedrich Miescher, biólogo suizo, en los núcleos de las células del pus obtenidas de los vendajes quirúrgicos desechados y en el esperma del salmón. Él llamó a la sustancia nucleína, aunque no fue reconocida hasta 1943 mediante el experimento realizado por Oswald Avery.

Existen cuatro bases: dos purínicas (o púricas) denominadas adenina (A) y guanina (G) y dos pirimidínicas (o pirimídicas) denominadas citosina (C) y timina (T). Para formar el ADN, se unen largas cadenas de estas bases mediante moléculas de fosfato y azúcar. La estructura de doble hélice (ver figura) del ADN no fue descubierta hasta 1953 por James Watson y Francis Crick (el artículo A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid fue publicado el 25 de abril, 1953 en Nature)¹, que dejaba claro el modo en que el ADN se podía “desenrollar” para que fuera posible su lectura o copia. Una larga hebra de ácido nucleico está enrollada alrededor de otra hebra formando un par entrelazado. Dicha hélice mide 3,4 nm de paso de rosca y 2,37 nm de diámetro, y está formada, en cada vuelta, por 10,4 pares de nucleótidos enfrentados entre si por sus bases nitrogenadas. El rasgo fundamental es que las bases de nucleótidos de una hebra “casan” con la especie de nucleótidos de la otra, en el sentido de que la adenina siempre casa con la timina (lo que se denomina A….T) y la guanina siempre casa con la citosina (G…C). La Adenina enfrentada a la Timina forma un doble puente de Hidrógeno, mientras que en el caso de la Guanina con la Citosina éste enlace es triple, de ahí que una cadena de ADN que posea un mayor número de parejas de C-G sea más estable . Este emparejamiento corresponde a la observación ya realizada por Erwin Chargaff, (1905-2002) de que en todas las muestras la cantidad de adenina es siempre la misma que la timina, como ocurre con la guanina y la citosina, así se aseguran cantidades iguales. Así una pequeña purina (adenina y guanina) está siempre emparejada con una mayor pirimidina (timina y citosina), siendo de este modo uniforme la doble hélice (no hay “bultos” ni “pellizcos”). La cantidad de purina (A+G) es siempre igual a la cantidad de primidina (T+C). Se estima que el genoma humano tiene alrededor de 3.000 millones de pares de bases. Dos unidades de medida muy utilizdas son la kilobase (kb) que equivale a 1.000 pares de bases, y la megabase (Mb) que equivale a un millón de pares de bases

ARN corresponde a las siglas de ácido ribonucleico. En inglés es RNA. Toma su nombre del grupo de los azúcares en la columna vertebral de la molécula ribosa.

El código genético de las células se encuentra en forma de ADN. Dentro de las moléculas de ADN hay información para sintetizar las proteínas que utiliza el organismo; pero el proceso no es lineal, es bastante complicado. El ADN no se traduce directamente en proteínas.

En las células eucariotas el ADN se encuentra encerrado en el núcleo. La síntesis se hace en el citoplasma, es decir: fuera del núcleo. El mecanismo por el cual la información se trasvasa desde el núcleo celular al citoplasma es mediante la transcripción del ARN desde el ADN.

Parte del ADN se transcribe (es decir, se copia) en ARN. El ARN va como un mensajero al citoplasma y allí el ribosoma traduce los genes a proteínas. Por eso, ese ARN capaz de llevar el mensaje desde el núcleo al citoplasma se llama ARN mensajero.

El ARN también es una macromolécula de ácido nucleico como el ADN pero tiene propiedades bastante diferentes. En primer lugar, el ADN es una hélice doble, sin embargo el ARN casi siempre está formado por una única cadena. En segundo lugar, el ADN contiene en sus nucleótidos el azúcar desoxirribosa (de ahí su nombre), el ARN contiene ribosa. En tercer lugar, el ADN tiene cuatro bases: guanina (G), adenina (A), citosina (C) y timina (T). El ARN tiene G, A y C, pero la timina (T) se sutituye por el uracilo (U).

El uracilo, aunque es muy diferente, puede formar puentes de hidrógeno con la adenina, lo mismo que la timina. El porqué el ARN contiene uracilo en vez de timina es un enigma del que nadie sabe la respuesta.

El ARN es el principal material genético usado en los organismos llamados virus, y el ARN también es importante en la producción de proteínas en otros organismos vivos. El ARN puede moverse alrededor de las células de los organismos vivos y por consiguiente sirve como una suerte de mensajero genético, transmitiendo la información guardada en el ADN de la célula, desde el núcleo hacia otras partes de la célula donde se usa para ayudar a producir proteínas.

El ARN se transcribe a partir de una de las dos cadenas del ADN. En caso contrario, de una de las hélices saldría una proteína y de la otra algo totalmente diferente.

Por ejemplo, si en una de las cadenas de ADN hubiera: GATACA, en la otra debería haber: CTATGT.

La primera al transcribirse a ARN daría dos codones: GAU-ACA. La segunda CUA-UGU.

La primera formaría la cadena de aminoácidos siguiente. En el primer caso: Ácido Aspártico-Treonina y en el segundo caso: Leucina-Cisteína.

Que sólo se transcriba una hélice no significa que siempre sea la misma a lo largo de todo el cromosoma. Puede transcribirse una hélice en un sitio y otra en otro.

En la traducción de codones a aminoácidos intervienen otras moléculas de ARN, las llamadas ARN de transferencia.

Tipos de ARN:

• ARN mensajero.
• ARN de transferencia.
• ARN nucleolar.
• ARN ribosómico.

Citar este texto en formato APA: _______. (2013). WEBSCOLAR. Las Hormonas, Proteínas, Aminoacidos y Nucleótidos. https://www.webscolar.com/las-hormonas-proteinas-aminoacidos-y-nucleotidos. Fecha de consulta: 22 de diciembre de 2024.