Proteína de membrana para niños
Las proteínas de membrana son proteínas muy importantes que se encuentran en las membranas biológicas de las células, o que trabajan junto a ellas. Piensa en las membranas como las "paredes" o "fronteras" de una célula. Estas proteínas se dividen en dos grandes grupos según dónde se ubiquen:
- Las proteínas integrales de membrana son una parte fija de la membrana. Algunas la atraviesan por completo (se llaman transmembrana), y otras se unen a un lado o al otro.
- Las proteínas periféricas de membrana se unen a la membrana solo por un tiempo, no de forma permanente.
Las proteínas de membrana son muy comunes y vitales para nuestra salud. Aproximadamente un tercio de todas las proteínas en el cuerpo humano son proteínas de membrana. Además, son el objetivo de más de la mitad de los medicamentos que existen, lo que significa que muchos tratamientos médicos actúan sobre ellas. Sin embargo, estudiar su forma y cómo funcionan es un gran desafío para los científicos.
Contenido
¿Para qué sirven las proteínas de membrana?
Las proteínas de membrana cumplen muchas funciones esenciales para que los seres vivos puedan sobrevivir:
- Receptoras de mensajes: Algunas proteínas actúan como antenas, recibiendo y enviando mensajes entre el interior y el exterior de la célula. Esto es clave para que las células se comuniquen.
- Transportadoras de sustancias: Otras proteínas ayudan a mover moléculas y partículas pequeñas, como iones, a través de la membrana. Imagina que son puertas o túneles que permiten el paso.
- Enzimas que trabajan: Algunas proteínas de membrana son enzimas, lo que significa que realizan trabajos químicos importantes dentro o fuera de la célula.
- Uniones entre células: Hay proteínas que permiten que las células se reconozcan entre sí y se unan. Esto es fundamental, por ejemplo, para que nuestro cuerpo se defienda de enfermedades.
Los científicos pueden predecir dónde se ubicarán estas proteínas en la membrana al observar qué partes de su estructura "odian" el agua (son hidrófobas) y prefieren estar en el ambiente graso de la membrana.
Proteínas integrales de membrana: las que se quedan
Las proteínas integrales de membrana están unidas de forma permanente a la membrana. Para separarlas, los científicos necesitan usar sustancias especiales como detergentes. Se pueden clasificar según cómo se relacionan con la membrana:
- Proteínas politópicas integrales: Son proteínas que atraviesan la membrana más de una vez. Pueden tener diferentes formas:
- Las que tienen forma de haz de hélices, que se encuentran en todo tipo de membranas.
- Las que tienen forma de barril beta, que solo se encuentran en las membranas externas de algunas bacterias y en las mitocondrias y cloroplastos (partes de las células).
- Proteínas bitópicas: Son proteínas que atraviesan la membrana una sola vez.
- Proteínas monotópicas integrales: Son proteínas que se unen a un solo lado de la membrana y no la atraviesan por completo.
Proteínas periféricas de membrana: las que visitan
Las proteínas periféricas de membrana se unen a la membrana o a las proteínas integrales de forma temporal. Lo hacen mediante fuerzas débiles, como las que se dan entre las partes que "odian" el agua o las fuerzas eléctricas. Estas proteínas se pueden separar fácilmente de la membrana usando soluciones con mucha sal o cambiando el nivel de acidez (pH).
Tanto las proteínas integrales como las periféricas pueden ser modificadas después de su formación. Se les pueden añadir pequeñas cadenas de grasas o azúcares, lo que les ayuda a anclarse mejor a la membrana.
Toxinas y péptidos especiales
Algunas toxinas y muchos péptidos (pequeñas cadenas de proteínas) que combaten bacterias, como las colicinas, se consideran a veces una categoría aparte. Aunque son solubles en agua, pueden unirse a la membrana de forma temporal o permanente, cambiando su comportamiento.
Proteínas de membrana en nuestros genes
Las proteínas de membrana son muy abundantes. Se calcula que entre el 20% y el 30% de todos los genes en la mayoría de los seres vivos codifican (dan las instrucciones para crear) proteínas de membrana. Por ejemplo, en la bacteria E. coli, se cree que unas 1000 de sus 4200 proteínas son de membrana. En los seres humanos, se piensa que el 30% de nuestro genoma (todo nuestro material genético) se dedica a crear proteínas de membrana.
Proteínas de membrana y la salud
Como ya mencionamos, las proteínas de membrana son el objetivo de más del 50% de los medicamentos modernos. Esto significa que son clave en el tratamiento de muchas enfermedades. Algunas enfermedades humanas en las que las proteínas de membrana juegan un papel importante incluyen problemas del corazón, la enfermedad de Alzheimer y la fibrosis quística.
Cómo estudiar las proteínas de membrana
Aunque las proteínas de membrana son muy importantes, estudiarlas ha sido y sigue siendo un gran desafío para los científicos. Sus superficies, que "odian" el agua, hacen que sea difícil entender su forma y cómo funcionan. Se pueden usar detergentes para que sean solubles en agua, pero esto a veces puede cambiar su estructura y cómo trabajan.
Una de las mejores formas de purificar (aislar y limpiar) las proteínas de membrana es usando una técnica llamada cromatografía de afinidad. Esta técnica es rápida y específica, lo cual es muy importante porque la actividad de estas proteínas disminuye muy rápido una vez que se separan de su ambiente natural.
Galería de imágenes
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Estructura cristalina de un canal de potasio. Las líneas rojas y azules muestran dónde estaría la membrana.
Ver también
- Proteína transportadora de membrana
- Canal de iones
- Bomba de iones (biología)
- Receptor celular
- Proteína transmembranal
Véase también
En inglés: Membrane protein Facts for Kids
