Las proteínas son macromoléculas esenciales que desempeñan un papel crucial en los procesos biológicos de los organismos vivos. Están involucradas en casi todas las funciones celulares, actuando como enzimas para facilitar reacciones bioquímicas, proporcionando estructura a través del colágeno en los tejidos y facilitando el transporte a través de la hemoglobina en la sangre. En el corazón de las proteínas están sus componentes básicos llamados aminoácidos.
Los aminoácidos son compuestos orgánicos que contienen tanto un grupo amino (-NH₂) como un grupo carboxilo (-COOH). Se unen entre sí mediante enlaces peptídicos para formar estructuras similares a cadenas largas conocidas como polipéptidos. Hay 20 aminoácidos estándar diferentes que se combinan en diversas secuencias para formar proteínas. La secuencia específica de aminoácidos determina la estructura y función únicas de cada proteína.
Los 20 aminoácidos se pueden clasificar en dos grupos: aminoácidos esenciales y no esenciales. Los aminoácidos esenciales no pueden ser sintetizados por el cuerpo humano y deben ser obtenidos a través de la dieta. Estos incluyen histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina. Los aminoácidos no esenciales, por otro lado, pueden ser producidos por el cuerpo e incluyen alanina, asparagina, ácido aspártico, ácido glutámico, serina y otros.
La disposición de los aminoácidos en una cadena de proteínas está dictada por el código genético en el ADN de un organismo. Durante la síntesis de proteínas, los ribosomas leen la secuencia de ARNm y la traducen en una secuencia específica de aminoácidos, que se pliegan en una forma tridimensional funcional que es crítica para su actividad biológica. Este plegamiento puede verse influenciado por varios factores, incluyendo el entorno químico y las interacciones con otras moléculas.
Las proteínas sirven a diversas funciones, incluyendo la catálisis de reacciones metabólicas (como enzimas), señalización dentro y entre células, respuesta inmunitaria y soporte estructural. La diversidad de funciones de las proteínas surge de la variedad de secuencias de aminoácidos y las estructuras tridimensionales resultantes que adoptan. Comprender los componentes básicos de las proteínas es crucial en campos como la bioquímica, la biología molecular y la medicina, donde el conocimiento sobre la estructura y función de las proteínas puede llevar a avances en el diseño de fármacos, la ingeniería genética y la comprensión de diversas enfermedades.