Análisis y categorización de los aminoácidos

Análisis y Categorización de los Aminoácidos

*Acevedo Toledo, Aldo Marcelino;
*Estudiante, 2° Año, Ingeniería en Bioinformática, Universidad de Talca, Chile.

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Abstract

El análisis de los monómeros de las proteínas, llamados aminoácidos, es muy importante para el conocimiento y predicción del funcionamiento de éstos compuestosen el organismo. Los aminoácidos presentan muchas características especiales que permiten agruparlos en distintas categorías según su estructura y funcionalidad, esto permite conocer las posibles reacciones donde estas sustancias se ven involucradas. La agrupación de los aminoácidos tiene una muy directa relación con la estructura de cada uno de éstos, destacando cuatro estructuras principales, delas cuales es el grupo llamado Radical el que permite diferenciar las características de cada uno de éstos, lo que facilita establecer un análisis completo de las diferencias, cualidades e importancia de cada uno.
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1. Introducción
Uno de los temas recurrentes y uno de los campos más importantes de la Bioquímica y la Bioinformáticason las proteínas, para entender estas estructuras se debe primero que todo establecer un estudio previo de sus monómeros y su funcionamiento. Las unidades monoméricas de las proteínas se conocen con el nombre de Aminoácidos, los cuales forman largas cadenas uniéndose entre ellos a través de enlaces polipeptídicos.
Analizando las características de cada aminoácido, primeramente se puedenreconocer 5 grupos importantes dentro de su estructura, estos son: un Carbono Alfa, un Grupo Amino, un Grupo Carboxilo, un Hidrógeno y un Radical (Comúnmente llamado Grupo R, Grupo de Cadena Lateral o simplemente R).

Figura 1: Representación de los 5 grupos fundamentales en la estructura de un aminoácido.
2. Actividad 1: Análisis y Reconocimiento de la Estructura Aminoacídica

Como muestra laFigura 1, todos los aminoácidos tienen un carbono central, generalmente llamado Carbono Alfa. Se puede observar que este carbono es quiral, por lo que los aminoácidos se separan en 2 grandes grupos de enantiómeros de acuerdo a su quiralidad, los D y los L, estas letras corresponden a la cualidad de los aminoácidos para realizar giros Dextrógiros (derecha) o Levógiros (izquierda). El ejemplo de lafigura 2 muestra la D y la L-Alanina.

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Figura 2: Representación de D y L-Alanina en modelo de bolas y bastones. Los modelos son imágenes especulares que no pueden superponerse.

Salvo para el aminoácido glicina, cuya cadena lateral es un hidrógeno, todos los demás aminoácidos poseen isomería óptica ya que el carbono alfa es asimétrico [1]. Esta diferencia es muy importante, ya que losaminoácidos que forman parte de las proteínas pertenecen todos a la serie L [2], teniendo éstos una enorme preferencia natural frente a los de la serie D.

Los aminoácidos se clasifican en múltiples categorías según sus características, para ello se examina su cadena lateral, la cual es única y particular para cada aminoácido, por lo que resulta evidente que existen varias clases de GruposRadicales que distinguen las características dominantes de cada aminoácido. Una primera categoría es el carácter hidrofóbico de algunos aminoácidos debido a la estructura de sus grupos Radicales la cual le da un carácter no polar. Existen 8 aminoácidos que contienen grupos R no polares o hidrofóbicos, estos son la alanina, la leucina, la isoleucina, la valina, la prolina, la fenilalanina, el triptófano yla metionina. Éstos aminoácidos son menos solubles en el agua que los aminoácidos con grupos R polares, el menos hidrófobo de esta clase es la alanina, la cual se halla casi en la línea fronteriza entre los aminoácidos no polares y los que poseen grupos R polares, éstos aminoácidos hidrofóbicos tienden a rechazar el ambiente acuoso y, por lo tanto, residen predominante dentro de las proteínas....