Strutture e funzioni delle proteine
Pubblicato da Raffo in Biologia
In tutte le cellule degli organismi, le macromolecole più diffuse sono le proteine.
Le proteine sono composti organici quaternari formati da idrogeno, ossigeno, carbonio e azoto. Le proteine sono polimeri formati dall’unione di molecole più piccole, gli amminoacidi, costituiti da atomi di carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. In natura esistono 20 amminoacidi diversi, ma ciascuno ha la stessa struttura generale: al centro si trova un atomo di carbonio, a cui sono legati un gruppo carbossilico, -COOH, un gruppo amminico, -NH2, e un atomo di idrogeno. Ciò che distingue i 20 aminoacidi l’uno dall’altro è il quarto gruppo, chiamato gruppo R, che può contenere catene idrocarburiche e diversi gruppi funzionali.
Gli amminoacidi, cioè i monomeri che formano le proteine, sono uniti tra loro da un legame peptidico. Per questo, le catene costituite a volte da centinaia o migliaia di amminoacidi sono dette anche catene peptidiche.
La forma delle proteine dipende da quattro livelli di struttura.
Una proteina può essere formata da una sola o da tante catene peptidiche, che si attorcigliano su se stesse o si ripiegano, assumendo forme particolari. In biochimica la struttura delle proteine viene descritta secondo quattro livelli:
- La struttura primaria è la sequenza degli aminoacidi che formano una singola catena peptidica;
- La struttura secondaria è il modo in cui una catena peptidica si dispone tridimensionalmente nello spazio, per esempio attorcigliandosi a spirale come il filo del telefono;
- La struttura terziaria è il risultato del ripiegamento di una catena peptidica in una forma tridimensionale più complessa, come quando il filo del telefono si aggroviglia ripiegandosi più volte su se stesso.
- La struttura quaternaria, come quella dell’emoglobina che è il risultato dell’interazione fra più catene ripiegate.
Sono proteine sostanze come il collagene, la proteina che rende elastica la nostra pelle, la cheratina, che costituisce i capelli e le unghie e che è utilizzata nell’industria farmaceutica come rivestimento per le pillole gastro-resistenti, e l’emoglobina, presente nel sangue con funzione di trasporto dell’ossigeno.
Le numerose funzioni delle proteine dipendono non solo dagli amminoacidi che le compongono, ma anche dalla loro struttura e dalla loro forma: per esempio, se la forma di una proteina cambia, essa può non essere più in grado di svolgere la propria funzione.
Le proteine hanno un’importanza fondamentale per la vita e svolgono diverse funzioni:
- strutturali, come nel caso delle proteine che conferiscono rigidità o elasticità ad alcuni tessuti;
- enzimatiche, come accade per gli enzimi: le proteine che accelerano le reazioni chimiche negli organismi;
- trasporto, funzione svolta dalle proteine che formano canali per l’ingresso e la fuoriuscita di sostanze da una cellula o come l’emoglobina che trasporta l’ossigeno dai polmoni ai tessuti;
- di movimento come quella svolta dalle proteine actina e miosina, responsabili della contrazione muscolare;
- protezione come gli anticorpi che distruggono i microrganismi patogeni;
- riserva come la ferritina, una proteina in grado di trattenere ioni ferrosi nel fegato, nella milza e nel midollo osseo, per rilasciarli quando l’organismo ne ha l’esigenza;
- ormonale come l’insulina, il glucagone e il paratormone che sono ormoni di natura proteica;
- genica come le proteine che controllano i processi di trascrizione e traduzione;
