Funciones biológicas de las proteínas

Las proteínas son moléculas con una gran diversidad estructural por lo que son macromoléculas con una gran cantidad de funciones de lo más diversas.

Función de reserva

Aunque las proteínas no son carburantes metabólicos típicos, algunas células almacenan proteínas para utilizarlos como nutrientes o para colaborar en la formación del embrión.  La ovoalbúmina de la clara del huevo y la caseína de la leche son dos ejemplos de proteínas con función de reserva.

Función estructural

Las proteínas son elementos plásticos que constituyen muchas estructuras de los seres vivos. Las proteínas fibrosas proporcionan soporte mecánico

A nivel celular:

  • Las glucoproteínas de las membranas celulares que además de función estructural desempeñan otras funciones celulares como el transporte de sustancias entre el exterior y el interior, receptores de los neurotransmisores o de las hormonas, etc.
  • Las histonas forman parte de la estructura de los cromosomas en las células eucariotas.
  • Los microtúbulos de tubulina y otras heteroproteínas que forman el citoesqueleto, las fibras del huso, los cilios y flagelos, los ribosomas, …

A nivel histólogico:

  • El colágeno del tejido conjuntivo, donde forma tendones, huesos, …
  • La elastina del tejido conjuntivo elástico de cartílago, ligamentos, paredes de capilares y vasos,…
  • La queratina de las células epidérmicas.
  • La fibroína segregada por las arañas para construir su tela y de los gusanos de seda para fabricar el capullo de seda.

En algunos casos forman también sus cubiertas externas; por ejemplo, la esclerotina del exoesqueleto de los insectos.

Función de transporte

Hay proteínas especializadas en transportar moléculas e iones:

  • a través de sistemas membranosos:
    • Permeasas y bombas, que transportan iones y moléculas de un lado a otro de la membrana plasmática.
    • Citocromos, proteínas transportadoras de electrones en la membrana celular de las bacterias y en la membrana interior de las mitocondrias y de los cloroplastos durante la respiración celular y en la fase luminosa de la fotosíntesis.
  • conectando diferentes órganos y tejidos
    • Lipoproteínas, que transportan lípidos insolubles en el plasma sanguíneo.
    • Hemoglobina y hemocianina, que transportan oxígeno desde el aparato respiratorio hasta las células en la sangre de los vertebrados e invertebrados.
    • Mioglobina, que se encarga de almacenar y transportar oxígeno en los músculos.
    • Seroalbúmina, que transporta ácidos grasos entre el tejido adiposo y otros órganos de vertebrados.

Función de reconocimiento y transducción de señales químicas

Las glucoproteínas que se sitúan en la superficie exterior de las membranas celulares se encargan de reconocer diferentes señales químicas: hormonas, neurotransmisores, anticuerpos, virus, bacterias, citoquinas,…

Como consecuencia de la unión de la glucoproteína con su señal extracelular se produce un cambio en la conformación de la proteína y que a su vez transmite otras señales para provocar respuestas concretas: apertura de canales iónicos, síntesis de una enzima concreta, formación de un impulso nervioso, contracción de unas fibras musculares, estimulación de la mitosis…

Estas respuestas son activadas como consecuencia de un efecto cascada desde la primera glucoproteína que ha recibido la señal química hasta la última que se encarga de efectuar la función.

Función hormonal

Algunas proteínas actúan como hormonas, ya que en pequeñas concentraciones son capaces de controlar importantes funciones celulares, como el metabolismo o la reproducción.

  • El páncreas secreta insulina y glucagón son proteínas que regulan el metabolismo de la glucosa.
  • La hipófisis secreta la hormona del crecimiento, oxitocina, vasopresina,… que regulan diferentes funciones del organismo (el crecimiento corporal, contracciones,…)
  • La glándula tiroidea secreta la hormona tiroxina que regula el metabolismo celular.

Función contráctil

Otras proteínas actúan como elementos esenciales en el movimiento, actuando como motores moleculares que se mueven unidireccionalmente a lo largo de microtúbulos y microfilamentos, utilizando para ello la energía almacenada en forma de ATP.

  • La actina y la miosina, son filamenteos proteicos, que llevan a cabo la contracción muscular.
  • La dineína, que permite el movimiento de los cilios.
  • La flagelina, que forma parte de la estructura de los flagelos de algunas bacterias.

Función homeostática

Las proteínas son moléculas capaces de mantener el equilibrio osmótico del medio interno y, gracias a su capacidad amortiguadora, mantienen el pH dentro de un rango.

Función defensiva

Algunas proteínas desempeñan funciones de protección:

  • Las inmunoglobulinas de la sangre que reaccionan contra sustancias extrañas y son capaces de defender a los organismos contra infecciones.
  • La trombina y el fibrinógeno son proteínas sanguíneas de los vertebrados que intervienen en la coagulación de la sangre, impidiendo la pérdida de sangre
  • Los proteoglucanos (mucina) tienen acción germicida y protectora de las paredes del tracto digestivo (lubrica el paso del alimento), respiratorio y urogenital.

Función enzimática

El grupo de proteínas más numeroso y especializado es el de las proteínas que actúan como catalizadoras bioquímicas, comúnmente conocidas como enzimas, y que catalizan la práctica totalidad de las reacciones químicas que tienen lugar en las células vivas.

Si quieres saber más sobre cinética enzimática puedes pinchar aquí. Catálisis enzimática y factores moduladores

Para ampliar información sobre las proteínas en general puedes consultar los siguientes enlaces:

Introducción a las proteínas

Aminoácidos

Enlace peptídico

Estructura primaria y secundaria de las proteínas

Estructura terciaria de las proteínas

Estructura cuaternaria de las proteínas

Propiedades generales de las proteínas

Clasificación de las proteínas

Funciones biológicas de las proteínas