dimensiones y formas de las biomoleculas

DIMENSIONES Y FORMAS DE LAS BIOMOLÉCULAS
Estructura lipídica, estructura y función de los carbohidratos

 
FORMA, DIMENSIÓN Y FUNCIÓN DE LAS BIOMOLÉCULAS EN LOS SERES VIVOS
INTRODUCCIÓN
Examinaremos las estructuras y propiedades de las principales clases de biomoléculas. Trataremos en especial sobre los tamaños y las formas de las biomoléculas, puesto que estos atributos son muysignificativos en bioquímica y en biología molecular.
Por ejemplo:
“El encaje complementario entre el sustrato y el centro activo de un enzima es tan grande que hace posible la selectividad de la catálisis enzimática y la ausencia de subproductos. Tan sólo con que se produzca un pequeño cambio en alguna dimensión crítica de una molécula de sustrato, puede ocurrir que ésta pueda noacoplarse al centro activo y no resultar ya posible el ser alterada por el enzima”.
Además, la gran exactitud con la que se replica la información genética del DNA, depende también de la precisión del acoplamiento mutuo de biomoléculas específicas. Por ello, resulta esencial familiarizarse con las dimensiones y la formas de las biomoléculas, y como se relacionan con lasdimensiones de las diversas estructuras intercelulares.
Las proyecciones planas bidimensionales, en las que necesariamente aparecen las estructuras de las moléculas orgánicas en las páginas impresas, son insuficientes para describir la verdadera configuración tridimensional de las biomoléculas. Por dicha razón los bioquímicos construyen con frecuencia modelos tridimensionales de lasbiomoléculas cuando se enfrentan con problemas de especificidad molecular. Existen dos clases de modelos moleculares. Los modelos cristalográficos muestran el esqueleto covalente, los ángulos de las valencias y las longitudes, pero no indican el espacio real ocupado por la molécula. Los modelos espaciales compactos, por otra parte, proporcionan poco detalle con respecto a los ángulos de losenlaces y las distancias en el esqueleto, pero muestran el contorno de van der W'aals o superficie de la molécula. Aunque ambos tipos de modelos son útiles para el estudio de la estructura de las biomoléculas, el modelo espacial es el que representa la molécula tal como es, «vista» por la célula o por uno de sus componentes específicos, por ejemplo un enzima. Pero un enzima «ve» mucho más que lamera forma tridimensional de su sustrato. Ve la localización y el signo de sus cargas eléctricas y la distancia precisa entre los grupos con carga. Ve las posiciones de los grupos polares sin carga, tales como los grupos hidroxilo, carbonilo y amida que pueden intervenir potencialmente en la formación de enlaces de hidrógeno. Percibe los tamaños y las formas de las zonas hidrocarbonadas nopolares de la superficie de la biomolécula que pueden proporcionar zonas de contacto importantes con otras moléculas.
La forma tridimensional y la topografía superficial son muy importantes en el caso de las macromoléculas. Las moléculas de proteína sólo poseen habitualmente una conformación tridimensional específica en las condiciones normales intracelulares, denominada conformación nativa, lacual es indispensable para su actividad biológica. Por ejemplo, solamente la conformación nativa de una molécula enzimática posee actividad catalítica. La conformación tridimensional de una gran biomolécula no puede extrapolarse de la estructura bidimensional de una página impresa, ni tampoco puede llegarse a ella fácilmente mediante modelos espaciales ordinarios. Es necesario un métodofísico muy complejo, el análisis por di fracción de rayos X , para establecer la conformación precisa de las macromoléculas biológicas. Realmente, el lograr el diagrama tridimensional de la estructura de las macromoléculas mediante análisis por rayos X y el establecer la correlación entre su estructura y su actividad biológica constituyen los principales objetivos de la bioquímica y de la...