Polialcoholes, formados por un grupo aldehído o cetona>> familia de ALDOSAS y familia de CETOSAS. Estas macromoléculas son polímeros de monosacáridos.

Funciones:

· Son la fuente de energía que puede liberarse en forma utilizable por las células.

· Son los esqueletos carbonados capaces de reacomodarse, formando nuevas moléculas esenciales para las estructuras y funciones biológicas

· Algunos constituyen los componentes celulares de que protegen a las células de los vegetales, hongos y bacterias (forman parte de sus paredes celulares)

· Otros participan en los procesos de reconocimiento e interacción celular.

Fuentes de obtención:

· Organismos autótrofos: son aquellos capaces de sintetizarlos, mediante materia inorgánica y energía lumínica.

· Organismos heterótrofos: son aquellos que deben incorporarlos mediante la dieta. Sin embargo, son capaces de sintetizar algunos azúcares indispensables, como la glucosa y la ribosa.

Monosacáridos:

· Polialcoholes formados por grupo aldehído o cetona.

· Fórmula general: Cn(H2O)n, siendo 3<n<6 (mayor o igual; menor o igual).

· Son solubles en agua y tienen sabor dulce.

· Son los monómeros de los hidratos de carbono>> menor porción de materia que posee las propiedades de los azúcares. Si se los hidroliza, pierden sus propiedades.

Funciones:

· Son la principal fuente de energía directa para todos los seres vivos >> el monosacárido más universalmente utilizado para esta función es la glucosa >> la descripción de los procesos metabólicos de obtención de E, comienza con la degradación de la molécula de glucosa (glucólisis).

· Todos los monosacáridos pueden integrarse más o menos directamente al proceso de glucólisis, ya que todos son una fuente de E.

Algunas características:

· Los monosacáridos, por su tamaño, son los únicos que pueden atravesar la membrana plasmática. Es importante tener esto en cuenta, ya que es así como estos nutrientes ingresan a la célula.

· Los monosacáridos pentosas y hexosas, en solución acuosa, tienden a formar estructuras cíclicas, más estables.

· Todos los monosacáridos (excepto la dihidroxicetosa) poseen isómeros ópticos. Esto ocurre ya que todos poseen C*, de modo que la disposición de esas 4 valencias unidas al carbono quiral, determinará el tipo de isómero. (Siempre varía la ubicación del grupo OH del carbono más alejado del C1 –C=O).

· También, poseen isómeros estructurales: mismo tipo y concentración de átomos, pero con diferentes disposiciones.

Clasificación: triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C).

Triosas:

· Gliceraldehído: es el primer producto de la fotosíntesis. Éste, puede ser metabolizado para formar glucosa. Además, actúa como intermediario en varias vías metabólicas (como en la glucólisis). Es soluble en agua. Se trata de un sólido cristalino, incoloro y dulce.

Tetrosas: actúan como intermediarios metabólicos.

Pentosas: su principal función es estructural, las más importantes son:

· Ribosa: es una aldopentosa, que forma parte de la estructura del ARN, ya que la BN y los grupos fosfato de los ribonucleótidos, se unen a ella, por sus C1’ y 5’. Además, forman parte de otros nucleótidos no nucleicos, como el ATP.

· Desoxirribosa: es una aldopentosa. Forma parte de los desoxirribonucleótidos y, por lo tanto, de la estructura del ADN. Es un derivado de la ribosa, por pérdida de un oxígeno en el C2’>> su fórmula: C5H10O4.

Hexosas: 1 gr de una hexosa equivale a 4Kcal de E (son los que, generalmente, se oxidan para obtener E).

· Glucosa: aldohexosa de forma cíclica. Es el principal combustible energético de todos los seres vivos>> todos obtienen energía a partir de su oxidación catalítica. También, es el componente estructural de polímeros estructurales (celulosa y quitina) así como también, de polímeros de almacenamiento (glucógeno y almidón). Al ser un azúcar indispensable, todos los seres vivos pueden sintetizarla, a partir de componentes azúcares o no azúcares.

· Galactosa: aldohexosa que sufre la misma ciclación que la glucosa (pirano). Forma parte de los glucolípidos y las glucoproteínas que forman parte de la membrana plasmática. Es sintetizada a partir de las glándulas mamarias. A partir de ella, se puede sintetizar glucosa.

· Fructosa: presente en la miel, las frutas y los vegetales. Es una cetohexosa que cicla en FURANO.

Disacáridos

· Unión por condensación de 2 monoscáridos.

• Son solubles en agua.

· Constituyen la forma en que se transportan los azúcares que serán utilizados como fuente de E.

· Como el C1 del segundo azúcar está libre, suelen tener función reductora.

· Dos configuraciones: alfa o beta, según la variante del monosacárido que interviene.

· El enlace que une ambos monosacáridos se denomina “O-glicosídico”.

Ejemplos:

· Maltosa: disacárido de GLUCOSA, presente en las semillas de las plantas. Proviene de la hidrólisis del almidón. El hombre utiliza la maltosa presente en algunas semillas (como la cebada), para fabricar bebidas como cerveza. Se hidroliza para obtener glucosa. Tiene poder reductor. El hombre posee la enzima MALTASA.

· Isomaltosa: disacárido de glucosa, que se obtiene por la hidrólisis del glucógeno. Tiene poder reductor. El hombre posee la ISOMALTASA.

· Celobiosa: disacárido de 2 glucosas mediante enlace beta 1-4. Proviene de la degradación de la celulosa y, por tener enlace de tipo beta, sólo algunos rumiantes (no el hombre) poseen enzimas, de origen microbiano, capaz de hidrolizarla.

· Sacarosa: disacárido de glucosa y fructosa. Azúcar de mesa. El hombre posee la SACARASA. NO tiene poder reductor. Es la forma en que se transportan los azúcares sintetizados por los órganos fotosintéticos, dentro de las plantas.

· Lactosa: disacárido de lactosa y galactosa. Presente en la leche. Tiene poder reductor. Función esencial como FUENTE DE E. Los mamíferos poseen la LACTASA.

Recordar: si aparece el nombre de un compuesto, con el sufijo –ASA, se hace referencia a la enzima que cataliza dicho compuesto. Ejemplo: lactasa>>enzima que degrada el enlace O-glicosídico de la lactosa.

Oligosacáridos

• De 3 a 20 aminoácidos.
• Forman el glucocaliz, capa protectora de la membrana.
• Intervienen en el reconocimiento e intercambio celular.
• Insolubles en agua.
• Ausentes en vegetales.

· Se encuentran en la cara externa de la membrana, asociados a lípidos o proteínas, formando GLICOCONJUGADOS.

· Cada tipo celular posee su propio tipo de Oligosacáridos de membrana.

· Ejemplo: los glóbulos rojos poseen, en su membrana plasmática, 4 tipos de oligosacáridos: A; AB; B y O.

Un individuo puede, a través de su sistema inmune, puede reconocer sin un oligosacárido de membrana es “propio” o “ajeno”. Si la molécula no es reconocida por su oligosacárido de membrana, dicho oligo actúa como antígeno, es decir, activa el sistema inmune que destruirá a la célula que lo porta.

Polisacáridos

· Unión de cientos y miles de monosacáridos.

• Son insolubles en agua.
• No tienen poder reductor.
• No tienen sabor dulce.

· Se hidrolizan para obtener unidades más simples.

· Mientras que algunos tienen funciones estructurales, otros constituyen una forma de almacenar E.

Homopolisacáridos:

• Almidón:

- Polisacárido de glucosa.

- 2 Componentes: amilosa>>forma polímeros lineales de glucosas, unidas por enlaces O-glicosídicos entre los C 1 y 4. Amilopectina: ramificaciones de glucosas cada 25-30 residuos de glucosa. Se unen a una glucosa de la cadena lineal, a partir de su C1, al C6 de la primera.

- Forma en la que se ALMACENAN los azúcares que serán utilizados como fuente de E, dentro de las plantas. Se la encuentra dentro de la célula, generalmente, dentro de los cloroplastos, y en forma de gránulos grandes.

• Glucógeno:

- Heteropolisacárido de glucosa.

- Misma estructura que el almidón, pero con la única diferencia de que las ramificaciones se producen cada 10 residuos de glucosa.

- Forma en que se almacenan los azúcares en los animales.

- Se los encuentra en forma de gránulos pequeños.

- Abundantes en células hepáticas y células musculares.

• Celulosa:

- Homopolisacárido de glucosa.

- Unidas mediante enlaces beta>> resistentes a la hidrólisis. Muy pocos organismos pueden romper estos enlaces (rumiantes, termitas, algunos hongos), la mayoría del reino animalia no pueden degradarlos.

- Por la resistencia de sus enlaces, constituyen un componente ideal para componer la pared celular de plantas y algas.

• Quitina:

- Homopolisacárido de N-acetilglucosamina.

- Se forma cuando la Glucosamina (glucosa que ha reemplazado el grupo OH de su C2 por un grupo amino) se une, mediante un grupo amino, a un grupo acetilo.

- Se trata de un homopolisacárido lineal, cuyas uniones son en beta>> muy pocos pueden degradar estos enlaces>>constituyen un componente ideal para construir el exoesqueleto de artrópodos y la pared celular del reino fungi.

Heteropolisacáridos:

• Péptidoglicanos:

- N-acetilglucosamina + N-acetil murámico>> se unen mediante enlaces Beta 1-4.

- Son polímeros lineales que forman la pared celular de las bacterias.

- Esta pared celular se forma mediante una red de péptidoglicanos, unidos mediante cadenas peptídicas cortas.

Esta categoría abarca un número muy heterogéneo de compuestos, que tienen en común la particularidad de ser insolubles en agua o, a lo sumo, anfipáticos.

Gliceraldehídos:

· Están formados por un glicerol (polialcohol de 3C) unido, por condensación a 3 ácidos grasos. El enlace que los mantiene unidos, recibe el nombre de éster.

· Los ácidos grasos son derivados de hidrocarburos>> sus cadenas carbonadas están sumamente reducidas.

Funciones de los gliceraldehídos:

· Reserva de E metabólica a LARGO plazo, por dos motivos:

- Las cadenas hidrocarbonadas que forman los ácidos grasos de los gliceraldehídos, se encuentran sumamente reducidas, por lo que su degradación total a CO2 libera una gran cantidad de E; más que la de su derivado azúcar.

- Cuando un organismo almacena polisacáridos como reserva de E, debido a su afinidad por el agua, no puede evitar que éstos se hidraten, aumentando su peso y su volumen. Por cada 10 gr de polisacáridos de reserva, se agregan 20 gr de agua asociada. Los glicearldehídos, por el contrario, siendo hidrofóbicos, pueden almacenar una gran cantidad de energía, sin tener que cargar con exceso de agua.

· Aislante térmico: muchos organismos homeotermos, que habitan en zonas de clima frío intenso, poseen, debajo de la piel, una capa gruesa de grasas, que funciona como aislante térmico. Esta capa mantiene la temperatura corporal muy superior a la del ambiente.

· Amortiguación mecánica: en animales superiores, muchos de los lípidos almacenados no serán utilizados como fuente de E, sino que se encuentran formando tejidos grasos que rodean a los órganos, para protegerlos de posibles golpes.

Lugares en los que se almacenan como reserva de energía:

Tanto las denominadas GRASAS como los ACEITES, son complejas mezclas de gliceraldehídos.

En los animales, los lípidos se almacenan en forma de grasas, en células especializadas, denominadas ADIPOCITOS, desde las cuales podrán ser enviados, vía sanguínea, al resto de las células. En los vegetales superiores, en cambio, los lípidos se almacenan en forma de aceites, en el interior de las semillas. El embrión allí presente, utiliza estos nutrientes como fuente ce C y de E, hasta que alcance un cierto desarrollo.

Ácidos grasos:

• Derivados de hidrocarburos.

· Sus cadenas están formadas por un número par de carbonos, que van de 12 a 36 C. Los más abundantes van de 12 a 20.

· Las cadenas hidrocarbonadas que los conforman pueden estar saturadas, o insaturadas.

• Cadenas saturadas : forman una estructura lineal. En la cadena carbonada, el segundo carbono se une al primero, formando un ángulo de 100°; el tercero también se une al 2° formando un ángulo de 100°, pero en dirección contraria >> así sucesivamente.
• Cadenas insaturadas : pueden ser en cis o en trans.

- Trans: mantiene la estructura lineal de la molécula.

- Cis: genera un quiebre o un codo en la molécula.

· La mayoría de los enlaces, en la naturaleza, son en cis.

· Las cadenas de ácidos grasos pueden presentar o no ramificaciones. El grado de instauración, la longitud de las cadenas, y la presencia o ausencia de ramificaciones, influyen sobre las propiedades físicas de los ácidos grasos y de las moléculas de las que forman parte.

• En solución acuosa, forman micelas.

· Se degradan en unidades de a 2, formando acetilos.

Grados de empaquetamiento:

• Cadenas saturadas (grasas): son sólidas a temperatura ambiente. Éstas, al estar distendidas, pueden lograr una más íntima asociación entre ellas, formando una EMPALIZADA, en donde sus átomos están en condiciones de establecer interacciones de Van der Waals con los átomos de las moléculas vecinas.

· Cadenas insaturadas (aceites): al tener quiebres, no la interacción entre las diferentes moléculas es menos intensa.

Fosfolípidos:

· Formados por un glicerol + 2 ácidos grasos + 1 grupo fosfato. El grupo fosfato, a su vez, está unido a otra molécula orgánica. La estructura del R, le dará al fosfolípido sus características y propiedades particulares.

· El enlace que mantiene unidos al glicerol, los ácidos grasos y el fosfato, es un enlace ÉSTER.

· El grupo fosfato, que es polar, crea una zona hidrofílica en una molécula que, de otro modo, sería completamente hidrofóbica.

· El radical, puede ser polar sin carga, o con cargas + o –

· Se representa mediante una cabeza polar (fosfato + R) unida a dos largas colas no polares (cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos)

Comportamiento en agua:

· 1 sola monocapa: forman micelas.

· 2 monocapas: forman bicapas>> las colas hidrocarbonadas de ambas monocapas interactúan entre sí, en el interior de la bicapa. Las cabezas polares se encuentran en contacto con el agua del medio (tanto interno como externo), y forman con ésta enlaces puente de hidrógeno.

Características de la bicapa:

· Separa dos medios que contienen agua, con distintas concentraciones.

· Para evitar cualquier tipo de contacto por parte de las cadenas, con el agua, la bicapa se “cierra”>> forman estructuras esféricas que encierran en su interior una porción del medio acuoso.

· Son fluidas: los fosfolípidos, para permitir que pasen ciertas sustancias, poseen cierta movilidad. Si son muy fluidas, se desarman y forman micelas; si no son fluidas, se tornan impermeables.

· Movimiento de los fosfolípidos: rotan sobre su propio eje, e intercambian lugar con el de al lado, pero siempre sobre la misma monocapa.

Esteroides

Esqueletos carbonados formados por 4 anillos; 3 hexagonales y uno pentagonal.

• Colesterol:

- Esterol (estructuras con un grupo OH, derivadas del esqueleto esteroide).

- Presente en animales.

- Posee: un grupo OH en el C3; un doble enlace en el anillo B, dos grupos metilo en los C10 y 13, y una cadena hidrofóbica en el C17.

- Por su estructura, pueden intercalarse entre los fosfolípidos de la membrana: la cadena alifática del C17 entra en contacto con las colas hidrofóbicas de la membrana, mientras que el grupo OH está en contacto con las cabezas polares. En la membrana, provocan que esta se vuelva menos fluida, y la ayudan a enfrentar de manera más “suave” los cambios bruscos de temperatura.

- Son precursores de bilis o sales biliares: emulsionan las grasas para poder digerirlas.

- Precursores de vitamina D. Estas vitaminas absorben en fósforo y el calcio intestinal y los fija a los huesos. Además, sintetizan un grupo de hormonas esteroides, las hormonas sexuales, que estimulan la meiosis y son los responsables de los caracteres sexuales secundarios.

· Polímeros lineales de nucleótidos.

· Nucleótidos: formados por 1 nucleósido + 1/2/3 grupos fosfato>> son nucleósidos fosfatados.

· Nucleósido: unión de un azúcar pentosa y una BN.

• Existen 2 tipos de nucleótidos:

- Ribonucleótidos: monómeros de ARN.

- Desoxirribonucleótidos: monómeros de ADN.

· Las BN se clasifican en 2 tipos:

- Bases púricas: derivadas de la purina, estructura de 2 anillos (1 hexagonal, y 1 pentagonal). Éstas son la Adenina y la Guanina.

- Bases pirimidínicas: derivadas de la purina, estructura de 1 anillo hexagonal. Éstas son la Citosina, la Timina y el Uracilo.

· La BN están formadas por heterociclos>> además del C, intervienen otros átomos, en este caso, el N. Las BN tienen carga +

· Mediante condensación, la BN se une a la pentosa, formando un enlace N-glucosídico.

Los grupos fosfato se unen al C5’ de la pentosa. El primer fosfato, forma un enlace éster; el segundo y el tercero, un enlace anhídridos.

Funciones de los nucleótidos:

• Intermediarios energéticos: los nucleótidos pueden actuar como intermediarios energéticos en los procesos metabólicos. Estos “guardan” la energía temporalmente, y luego la conducen hacia sectores de la célula donde ésta es necesaria. Esto es gracias a su estructura.

El primer grupo fosfato (alfa) se une a la pentosa mediante un enlace éster, cuya hidrólisis libera una cantidad moderada de energía, ya que no se necesita de mucho para formarlo, teniendo en cuenta que la BN tiene carga +, y el Pi, carga - . Por el contrario, los siguientes dos fosfato (beta y gamma), al repelerse por sus cargas con el primer fosfato (y en el caso del tercero, también con el segundo), requieren una mayor de energía para unirse al fosfato anterior. Dicha E que se le entrega para la unión, se almacena en su enlace ANHÍDRIDO. El enlace del fosfato terminal, al hidrolizarse, libera más del doble de la E que el enlace éster.

La capacidad de las células de unir o de hidrolizar este grupo fosfato, permite a la célula utilizar a los nucleótidos como intermediarios energéticos. Así, cuando ocurre una reacción de tipo exergónica, parte de la E liberada se utiliza para formar un enlace anhídrido, y la E queda conservada en el enlace del Pi terminal. Cuando una reacción anabólica requiere de E para poder ser llevada a cabo, se rompe el enlace del Pi terminal y se le entrega dicha energía a la reacción.

El ATP es el más utilizado para este fin.

• Coenzimas: las proteínas con actividad enzimática, para poder cumplir su función catabólica, suelen estar asociadas a moléculas no proteicas, denominadas COFACTORES. Cuando estos cofactores son moléculas orgánicas, se los denomina COENZIMAS. Distintos nucléotidos cumplen este rol.

Las coenzimas capacitan a la enzima para intervenir en reacciones que implican una ganancia o pérdida de electrones y protones (H), ya que actúan como intermediarios: cuando una molécula se oxida, las coenzimas captan los e- y p+ y se REDUCEN. Cuando una molécula debe ser reducida, durante una reacción catabólica, las coenzimas se oxidan, cediéndole a dicha molécula sus protones y electrones.

Ejemplos:

-  NAD (NADH, reducido) Intermediarios en reacciones redox. Oxidación>catabolismo.

- FAD (FADH, reducido) Reducción>anabolismo. Pueden presentarse en estado oxi-

- NADP (NADPH, reducido) dado o reducido.

• Los nucleótidos pueden actuar como mensajeros intracelulares . Muchas veces, cuando una célula recibe un estímulo externo, a modo de primera respuesta, forma un “segundo mensajero”, encargado de desencadenar cambios en el interior de dicha célula. Muchas veces, los nucleótidos actúan como segundos mensajeros.
• Precursores de ácidos nucleicos:

Los nucleótidos son los monómeros de los ácidos nucleicos. Los ribonucleótidos son los que constituyen al ARN, mientras que los desoxirribonucleótidos son aquellos que constituyen al ADN.

Para poder formar los ácidos nucleicos, se necesitan los nucleótidos trifosfatados, ya que son estos quienes aportan la E necesaria para formar los enlaces.

Tanto los ribo como los desoxirribonucleótidos se unen unos con otros mediante enlaces covalentes, llamados 3’ 5’ fosfodiéster. Un nucleótido, mediante su C3’ se une, a través de un puente de fósforo, al C5’ del siguiente nucleótido.

Las cadenas de ácidos nucleicos poseen un “esqueleto” formado por la alternancia de grupos fosfatos y pentosas. A este esqueleto, se le unen por el C1’ las BN.

La forma en que los nucleótidos se unen entre sí, provoca que las cadenas tengan polaridad, es decir, poseen un extremo 5’ y un extremo 3’, donde los nucleótidos no están unidos a otros.

• ADN:

- Polinucleótido de desoxirribonucleótidos.

- La información genética de una célula se encuentra codificada en la molécula de ADN.

- Formado por una doble cadena de desoxirribonucleótidos, unidos, en cada cadena, mediante enlaces 3’5’ fosfodiéster.

- Ambas cadenas se unen entre sí mediante enlaces puente de hidrógeno, que se establecen en forma perpendicular al eje central de la molécula, y gracias a la complementariedad de bases (una purina siempre se une con una pirimidina, para un ancho de 3 anillos). Esto es: la adenina forma puentes de H con la Timina, con la que es complementaria; mientras que la Citosina forma puentes de H con la Guanina. A y T forman una unión más débil que C y G, a los cuales se les debe aplicar una mayor cantidad de calor para romperlos.

- Las cadenas se enfrentan entre sí de manera antiparalela, es decir: donde una cadena tiene su extremo 3’, la otra tendrá el extremo 5’, y viceversa.

- Las dos cadenas se “enroscan” una sobre la otra, formando lo que se denomina “doble hélice”, y definiendo surcos, uno mayo y uno menor, que interactúan con otras moléculas.

- En algunas situaciones, la estructura del ADN puede variar con respecto de lo descripto. Por ejemplo, en bacterias, en virus y en el genoma de mitocondrias y cloroplastos, se presenta como una molécula circular.

- Función del ADN: asiento de la información de toda la célula. Todo aquello que una célula puede hacer es posible gracias a que las moléculas responsables de hacerlo fueron sintetizadas a partir de la información codificada en el ADN.

• ARN:

- Simple cadena de ribonucleótidos, unidos mediante enlaces 3’ 5’ fosfodiéster.

- Presenta polaridad.

- Se forman a partir de la transcripción de fragmentos de ADN y se traduce a proteínas.

- Existen varios tipos de ARN.

- Algunos tienen función enzimáticas (ribozimas)

Las proteínas son polímeros de aminoácidos, con estructura espacial.

Sus principales funciones son:

- Muchas (especialmente las globulares), realizan sus funciones a través de la unión con otras moléculas, a las que reconocen específicamente.

- Muchas cumplen funciones de transporte, como la Hb, que transporta CO2 y O2.

- Son de gran importancia, las proteínas enzimáticas, para el metabolismo de las células, ya que catalizan las reacciones químicas.

- Regulan el metabolismo celular, ya que muchas veces actúan como mensajeros químicos (hormonas, por ejemplo), mientras que otras actúan como receptoras de membrana de esos mensajeros: receptores específicos o neurotransmisores.

- Las proteínas fibrosas son las encargadas de coagular la sangre para cicatrizar las heridas.

- Las inmunoglobinas, protegen al organismo contra la infección de virus y bacterias.

- Participan en los procesos de: replicación de ADN, síntesis de ARN y síntesis de proteínas.

Aminoácidos:

• Sustancias puras, naturales.

· Son las unidades estructurales de las proteínas.

· Están formadas por un grupo amino y un grupo carboxilo. Por esto son ácidos y bases al mismo tiempo.

* El radical es el que determina la polaridad del aminoácido. Éste puede ser: polar (si carga, o con carga, + o - ) o no polar.

*Según su obtención, los aminoácidos se clasifican en esenciales (se incorporan mediante la dieta) y no esenciales (aquellos que podemos sintetizar).

· Los aminoácidos se unen entre sí, mediante enlaces peptídicos, que se forman de la condensación entre el grupo carboxilo de un aa y el grupo amino de otro aa. De este modo, forman cadenas lineales polipeptídicas, cuya dirección va desde el grupo amino del primer aa (N terminal), hasta el grupo carboxilo del último aa (C terminal):

N C

· El oxígeno del grupo carboxilo, tiene densidad de carga -, mientras que el H del grupo amino, tiene densidad de carga.

Estructura primaria:

· Secuencia definida del tipo y el orden de los nucleótidos.

· Se trata de una secuencia lineal, mantenida por los enlaces peptídicos.

· Esta secuencia de aminoácidos determinará la forma en que la proteína se plegará para estabilizarse y especializarse.

· Todos los demás niveles derivan de ésta.

· Esta secuencia está determinada por el ADN.

· Forman el esqueleto carbonado o CADENA PRINCIPAL de la proteína.

Estructura secundaria:

· El O con densidad de carga negativa de una cadena polipeptídica, se une al H con densidad de carga negativa, de un residuo de aminoácido, 4 veces más lejano.

· Se establecen enlaces PUENTE DE HIDRÓGENO entre el O y el H.

• Esta estructura forma proteínas fibrosas.
• Existe 2 formas:

- Alfa-hélice: es una estructura en forma de bastón. En ésta, la cadena polipeptídica se enrolla firmemente alrededor del eje longitudinal de la molécula. Los radicales se encuentran en la parte exterior, perpendiculares al eje de la hélice. En esta estructura, todos los enlaces peptídicos forman parte de los puentes de hidrógeno.

Esta estructura es común en proteínas fibrosas estructurales, como las queratinas (forman el pelo, las pezuñas y las plumas).

- Beta hoja plegada: estructuras flexibles que no se pueden estirar. Están formadas por dos o más cadenas polipeptídicas, extendidas y alineadas por completo. Así, se forman uniones puentes de H entre los O de una cadena y los H de otra cadena. Los radicales se sitúan hacia arriba y hacia abajo del plano de la hoja plegada.

Se encuentra en proteínas fibrosas y globulares.

Estructura supersecundarias: resultan de la asociación entre varias porciones de hélices alfa o beta hoja plegada, o interconexiones entre ambas. Son muy resistentes, porque sus cadenas giran en antiparalelo.

Estructura terciaria:

· La cadena se pliega espontáneamente sobre sí misma, adoptando la estructura energética más favorable. Esto ocurre ya que los radicales hidrofóbicos tienden a unirse entre sí, evitando todo tipo de contacto con el agua.

· Los radicales no polares quedan en el interior de la proteína, mientras que los radicales polares y los grupos funcionales se mantienen en contacto con el agua. Los radicales polares establecen Puentes de Hidrógeno con las moléculas de agua circundante.

• Así, la proteína adquiere una estructura tridimensional.

· Forma proteínas globulares, las cuales son capaces de interactuar con otras moléculas, y son dinámicas.

· Enlaces que mantienen esta estructura: Puentes de H, fuerzas iónicas, fuerzas de Van der Waals, atracciones hidrofóbicas y puentes disulfuro.

Estructura cuaternaria:

• Da lugar a proteínas globulares OLIGOMÉRICAS.
• Más de 1 cadena (subunidades).

· Esta estructura surge del modo en que las subunidades de la proteína interactúan entre sí.

· Fuerzas que mantienen esta estructura: todas las mismas que en la anterior.

• Estas proteínas son dinámicas.

· Ejemplo: hemoglobina. Sus cadenas están unidas mediante todos los enlaces, menos el puente disulfuro. Esta transporta el O2 desde los pulmones hacia los tejidos, y el CO2 desde los tejidos hacia los pulmones, donde es eliminado. Cuando la Hb se une al O2, su estructura cuaternaria se modifica, se rompen enlaces iónicos, y cadenas que estaban en el interior de la proteína, emergen hacia el exterior de la misma, aumentando el número de oxígenos que puede transportar. Una vez que libera el O2, adquiere nuevamente su estructura original.