El ADN como la molécula portadora de la información para construir las proteínas

Estructura del ADN

El ADN es una macromolécula que dirige la síntesis de las proteínas específicas para el funcionamiento de cada tipo de célula. El ADN se sintetiza en el núcleo celular y es un ácido nucleico. Cada macromolécula está formada por una sucesión de cientos y miles de moléculas más pequeñas, los nucleótidos. A su vez, cada nucleótido está constituido por la unión de:

• Una pentosa, azúcar de cinco átomos de carbono: la desoxirribosa;
• Una base nitrogenada: puede ser adenina (A), guanina (G), citosina (C) o timina (T), y
• Un grupo fosfato: compuesto por fósforo y oxígeno.

El estudio de la estructura del ADN permitió elaborar un modelo molecular de ADN de doble hélice. Veamos sus características.

Cada molécula de ADN está constituida por dos largas cadenas, enrolladas en espiral alrededor de un eje imaginario, formado una doble hélice. Las pentosas y los grupos fosfato forman el esqueleto externo de la hélice, y las bases nitrogenadas se disponen hacia el interior.

Las dos cadenas son antiparalelas, lo que significa que se disponen en forma paralela pero siguen sentidos opuestos.

Las cadenas se mantienen unidas mediante enlaces que se establecen entre las bases nitrogenadas de ambas. Además, son complementarias, lo que significa que se unen de a pares: la adenina siempre queda enfrentada con la timina, y la guanina, con la citosina. De esta manera, la secuencia de bases nitrogenadas de una de las cadenas determina la secuencia de la otra.

Esta última característica es muy importante. ¿Por qué ?Porque la secuencia de los nucleótidos en cada hebra es la que va a determinar el orden de los aminoácidos en una proteína, es decir, codifica la información genética para sintetizarla.

Ahora bien, solo existen cuatro nucleótidos distintos en la molécula de ADN que se distinguen por sus bases nitrogenadas y es aquí donde está la clave. Al ordenarse en sucesión, pueden hacerlo de muchísimas maneras; el número de variaciones es impresionante y sin duda es el responsable de la variedad de seres vivos. Es el orden específico de los nucleótidos del ADN el que determina el código genético de cada organismo.

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son moléculas complejas, mayores que las de casi todas las proteínas; poseen carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y fósforo. Fueron aislados por Miescher en 1870 en los núcleos de células del pus y deben su nombre al hecho de ser ácidos y de haberse encontrado por primera vez en los núcleos. Hay dos variedades de ácido nucleico: uno que contiene ribosa se llama ácido ribonucleico o ARN y otro conteniendo desoxirribosa, llamado ácido desoxirribonucleico o ADN. Hay distintos tipos de ARN como de ADN, los mismos difieren por sus detalles estructurales y funciones metabólicas. El ADN se encuentra en los cromosomas del núcleo de la célula y, en cantidad mucho menor, en mitocondrias y cloroplastos. Es el principal depósito de información biológica. En células eucarióticas el ARN se encuentra en el núcleo, especialmente en el nucléolo, en los ribosomas y en menor cantidad en otras partes de la célula.
Los ácidos nucleicos están formados por subunidades llamadas nucleótidos, cada uno con una base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos y ácido fosfórico. En ellos hay dos tipos de base nitrogenadas, las purinas y pirimidinas. 

El ARN contiene las purinas adenina y guanina, las pirimidinas citosina y uracilo, junto con la pentosa, ribosa y ácido fosfórico. El ADN contiene adenina y guanina, citosina y la pirimidina timina, así como desoxirribosa y ácido fosfórico. Las moléculas de ácidos nucleicos constan de cadenas lineales de nucleótidos, unidas entre sí por enlaces que van del azúcar de una cadena al ácido fosfórico de la otra. La especificidad del ácido nucleico reside en el orden específico de los cuatro tipos de nucleótidos en la cadena; por ejemplo: CCGATTA puede representar un fragmento de una molécula de ADN donde C= citosina, G= guanina, A= adenina y T= timina.
En la actualidad hay pruebas abundantes de que el ADN representa la especificidad y propiedad químicas de los genes, unidades de la herencia. Se conocen varios tipos de ARN, cada uno de los cuales desempeña un papel específico en la síntesis de proteínas específicas por la célula.


Nucleótidos y nucleósidos
Los ácidos nucleicos son polímeros cuyas piezas elementales se llaman nucleótidos, y se unen entre sí con una disposición determinada. Los nucleótidos están constituidos por tres elementos:

• bases nitrogenadas: compuestos que incluyen nitrógeno en su molécula, y tienen un carácter básico. Las hay de dos tipos:

bases púricas, derivadas de la purina: adenina y guanina
bases pirimidínicas, derivadas de la pirimidina: citosina, timina y uracilo

• pentosas: monosacáridos del tipo de las pentosas (5 átomos de carbono), que en los nucléotidos pueden ser ribosa y desoxirribosa. 

Los nucleósidos son compuestos formados por una pentosa más una base nitrogenada. Se nombran con el nombre de la base nitrogenada más el sufijo "osina" o "idina" (para bases púricas o pirimidínicas, respectivamente); si además la pentosa es la desoxirribosa, se añade el prefijo "desoxi" (ej.: guanosina, adenosina, uridina, desoxitimidina, etc.)

• ácido fosfórico

La unión de un nucleósido y moléculas de ácido fosfórico dan lugar a la formación de nucleótidos, que pueden tener una, dos o tres de estas moléculas:

Funciones de ácidos nucleicos

El ADN es el portador del mensaje genético que pasará de una célula a sus células hijas, pero para ello primero ha de duplicarse mediante un proceso conocido como replicación. Luego, el código genético contenido en el ADN dará lugar a la síntesis de proteínas, mediante dos procesos diferentes:

• transcripción: mediante el cual un fragmento de ADN es copiado en una molécula de ARN, que contendrá exactamente el mismo código que la molécula de ADN de la que procede.
• traducción: se sintetiza la proteína correspondiente al código de ADN; y para ello han de intervenir los tres tipos de ARN.

La replicación del ADN

Sabemos que una célula se origina a partir de otra célula. Entonces, ¿de qué manera las células hijas heredan la información genética?

Para que una célula pueda dividirse, es necesario que previamente duplique su material genético. ¿Te das cuenta? La finalidad de la autoduplicación o replicación del ADN es mantener constante la información que se traspasa a cada célula hija, y producir una copia idéntica para cada una.

En las células que se dividen por mitosis (células somáticas), la replicación permite que las células hijas reciban una copia del ADN de la célula que les dio origen y, por lo tanto, que tengan las mismas características. En las células que se dividen por meiosis (células sexuales: óvulos y espermatozoides), la duplicación, seguida por dos divisores celulares consecutivas, permite que la mitad del ADN llegue a los gametos. Así cuando los gametos se unen en la fecundación, las características se transmiten a la descendencia.

Para que la replicación ocurra, la célula necesita las moléculas que constituyen los diferentes nucleótidos y una serie de enzimas que controlan el proceso en todo momento. Así es como se realiza:

1.- La replicación comienza con la rotura de los enlaces que unen las bases nitrogenadas complementarias de ambas cadenas. De esta forma, las dos hebras comienzan a desenrollarse. En este proceso intervienen enzimas que permiten la separación.

2.- Cada cadena va a servir de molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria. Cuando ambas se separan, enzimas específicas van leyendo la información y uniendo los nucleótidos complementarios.

3.- De esta manera quedan formadas dos nuevas cadenas dobles. Ahora, cada una de las nuevas cadenas de doble hélice contiene una de las hebras del ADN de origen y otra nueva, por eso se dice que la replicación es semiconservativa.

El tiempo que tarda el ADN en replicarse es de alrededor de siete horas. En realidad, semejante proceso tendría que durar mucho más si la duplicación se realizara de una punta a la otra de cada cromosoma. Sin embargo, esto no ocurre. La célula utiliza “estrategias” mediante las cuales el material genético se duplica en períodos más cortos. La replicación del ADN ocurre en varios puntos a la vez, en distintos tramos de la molécula.

A.- Las enzimas separan las dos hebras de la cadena helicoidal de ADN en puntos específicos. Las enzimas ADN helicasa desenrollan cada hebra de ADN.

B.- La enzima ADN polimerasa lee cada hebra y fabrica una nueva uniendo los nucleótidos complementarios. La lectura de la cadena molde avanza hacia un lado en una hebra y hacia el otro, en la otra.

C.- Finalmente, se obtienen dos cadenas nuevas de ADN, una por cada hebra del ADN original.

Sabemos que el ADN es un banco de información que se conserva y se transmite de generación en generación. Ahora bien, en cada célula esa información es leída e interpretada para la fabricación o síntesis de proteínas específicas. Por eso decimos que las proteínas son productos de la expresión del ADN.

¿Cómo es entonces que se sintetizan las proteínas? ¿Cómo se unen los aminoácidos en el orden y número específico para cada proteína?

Cuando los científicos comenzaron la búsqueda del mecanismo que permitiera la expresión del ADN, descubrieron otra biomolécula muy parecida, el ARN (ácido ribonucleico). Este ARN se fabrica en el núcleo y, como veremos, es una copia de una pequeña parte del ADN.

El proceso de síntesis de proteínas es similar en todas las células y puede resumirse en dos fases:

Transcripción: consiste en copiar la información genética contenida en el ADN a una molécula de ARNm (mensajero). (1) La doble hélice de ADN se abre y una de sus cadenas constituye el molde para sintetizar una molécula de ARNm. (2) Los nucleótidos libres de ARN que están en el núcleo se aparean con las bases expuestas del ADN siguiendo las reglas de complementariedad de bases: la base complementaria de la adenina (A) es el uracilo (U), en lugar de la timina (T), y se forma una molécula de ARNm. (3) El ARNm sale hacia el citoplasma y se dirige a los ribosomas.

Traducción: consiste en traducir el mensaje del ARNm al lenguaje de las proteínas. Es como copiar primero un texto en el núcleo y luego traducirlo a otro idioma en el citoplasma. ¿Y el traductor? Se trata de otra molécula de ARN llamada “de transferencia”, el ARNt, capaz de “leer” la información en forma de tripletes de bases del ARNm (es decir, cada tres bases) y de identificar el aminoácido al que equivale. Su capacidad de traducir se debe a la estructura de la molécula: uno de sus extremos reconoce y se une a un solo tipo de aminoácido y el otro está formado por tres bases complementarias con el ARNm. (4) Los ARNt “cargan” los aminoácidos y los transportan hasta el lugar correspondiente en el ARNm que está pegado al ribosoma. (5) Las tres bases del ARNt se acoplan con el triplete del ARNm que corresponde al aminoácido transportado y lo ubica en esa posición. El siguiente aminoácido encaja de la misma manera y se une al anterior. (6) Los aminoácidos se van ubicando uno a uno. (7) Los ARNt se separan de su aminoácido y quedan libres en el citoplasma. El proceso continúa hasta que hayan sido ensamblados todos los aminoácidos que forman la proteína.

Los genes y el genoma

Un gen es un fragmento del ADN, una ¨unidad funcional de información¨ que contiene el material genético proveniente de nuestros antecesores.
El conjunto de todos los genes y la secuencia de nucleótidos que forman los cromosomas de una célula constituyen el genoma. En los organismos procariontes, el genoma está formado por un solo cromosoma circular. Algunas bacterias, además, poseen plásmidos, que son moléculas de ADN circulares que se replican en forma independiente del cromosoma bacteriano.

Hay aproximadamente 30.000 genes en cada célula del cuerpo humano

En los organismos eucariontes, la mayor parte del genoma constituye la cromatina, localizada en el núcleo de la célula. Pero ¿sabías que otra parte del ADN se encuentra en los cloroplastos y en las mitocondrias?

En el genoma nuclear, alrededor del 30% son genes que se encuentran separados por regiones intergéneticas en las que el ADN no tiene una función conocida. Se calcula que solo el 5% de nuestro genoma tiene información para codificar proteínas.

El ADN que está en la matriz de las mitocondrias constituye el genoma mitocondrial. Representa el 1% del genoma total y no presenta regiones inactivas, como tiene el genoma nuclear. Se transmite solo por vía materna, ya que, en la gestación, es el óvulo el que aporta las mitocondrias al cigoto.

El ADN mitocondrial se utiliza en la actualidad para obtener pruebas de identidad de la vía hereditaria materna. Por ejemplo para averiguar el parentesco con personas fallecidas, en caso de no contar con ADN nuclear.

El código genético universal

El código genético es el lenguaje de los genes. Las bases nitrogenadas que forman las moléculas de ADN y ARN son como letras con las cuales se escriben instrucciones para que las células sinteticen proteínas.

Cada uno de los tripletes del ARNm se llama codón y, como vimos, se ¨traducen¨ al lenguaje de las proteínas siguiendo un código. Cada molécula de ARNt porta en uno de sus extremos un aminoácido concreto; además, tiene un triplete de nucleótidos, llamado anticodón, complementario de un codón determinado del ARNm. De esta manera, si el codón del ARNm es UGG, el anticodón complementario del ARNt será ACC, y el aminoácido que portará el triptófano (Trp). Así, los ARNt van añadiendo aminoácidos a la cadena polipeptídica en formación, según el orden de los codones del ARNm.

El código genético es universal, esto significa que es el mismo para todos los seres vivos. Así, por ejemplo, el codón GCC codifica para el aminoácido alanina en cualquier organismo.

Tenemos que aclarar que se han descubierto unas pocas excepciones a esta universalidad; al ser mínimas, se sostiene un origen único para todos los seres vivos.

Alteraciones de la información genética: mutaciones

Cuando se expresa un gen, se forma una clase de proteína con alguna estructura y función particular.

Aunque el mecanismo de copia es muy eficaz, durante la replicación pueden ocurrir errores de lectura y coloración de bases. Si el gen no se manifiesta correctamente, puede llevar a diferencias en la secuencia de aminoácidos que forman la proteína en cuestión y la síntesis puede fracasar. Por ejemplo, la anemia del Mediterráneo o talasemia es una enfermedad hereditaria que afecta la síntesis de la hemoglobina y, como consecuencia, falla el transporte de oxígeno a las células. Recordemos que la estructura de esta proteína esta formada por cuatro cadenas polipeptídicas y un grupo hemo. En esta enfermedad, por mutaciones genéticas, se alteran las cadenas de la proteína globina porque respondieron a una codificación genética equivocada. La estructura normal de la hemoglobina es una sola. Cuando existe un desequilibrio en la síntesis de una de sus cadenas, se produce la talasemia alfa o beta, según que cadena esté alterada.

Entonces, una mutación se define como un cambio casual en la secuencia de ADN, que puede producir un cambio en la proteína para la cual el gen codifica.

Un ejemplo de mutación genética : el leucistisme del león blanco

Las mutaciones pueden ocurrir durante la replicación del ADN cuando, por error, un nucleótido se cambia por otro, o se agregan o se pierden nucleótidos de la secuencia.

Quizá la modificación de un nucleótido por otro no parecería ser tan problemática. En definitiva, es una pequeña parte del ADN. lo cierto es que, a veces, estos cambios pasan inadvertidos, dado que no todos los nucleótidos de la inmensa cantidad que contiene el ADN forman parte de un gen y, por lo tanto, sus alteraciones no traen consecuencias. Por otro lado, a veces los cambios de un nucleótido suelen terminar en el mismo aminoácido, ya que varios tripletes codifican para el mismo aminoácido. A estas mutaciones se las llama silenciosas.

También existen enzimas de reparación que se encargan de detectar los nucleótidos incorrectamente apareados, los retiran y los reemplazan por los correctos. De esta manera, la cantidad de mutaciones es muy baja.

Trabajo Práctico Nº 9

Estudios enzimáticos


1.- Hidrólisis enzimática del almidón por la saliva: Acción digestiva de la amilasa salivar.
Primero se hace un tubo patrón con 2 ml. de una disolución de almidón al 2 % y unas gotas de disolución de yodo (lugol). Observar el resultado. Después se calienta suavemente el tubo hasta que la mezcla pierda el color. Dejar enfriar el tubo bajo el agua de la canilla y esperar unos minutos. Anotar lo sucedido.
Colocar en un segundo tubo 2 ml. de la disolución de almidón y una cierta cantidad de saliva, mezclar bien la saliva con la disolución y calentar muy suavemente durante unos segundos. Añadir unas gotas de lugol. Anotar los resultados y dar una explicación a lo ocurrido.


2.- Reconocimiento de la enzima catalasa en tejidos
La catalasa se encuentra tanto en tejidos vegetales (papa, zanahoria, lechuga, etc.) como en tejidos animales (carne, pescado, etc.) produciendo la siguiente reacción química:

H2O2 (agua oxigenada) ==== H2O + ½ O2 (gaseoso)

Es decir, la enzima descompone el peróxido de hidrógeno o agua oxigenada en agua y oxígeno gaseoso, que se desprenderá en forma de burbujas en un medio acuoso.
Poner en varios tubos de ensayo previamente numerados distintos tejidos (más o menos el mismo peso de cada tejido). Añadir 5 ml. de agua oxigenada a cada tubo y anotar lo que sucede. Explicar lo ocurrido y ordenar los tejidos según su actividad.
Repetir el proceso anterior, pero hervir antes los tejidos durante diez minutos. Explicar los resultados obtenidos.

3.- Actividad catalítica de la catalasa
En un tubo de ensayo se coloca un trozo de hígado (o 1 ml. de extracto de hígado) y 10 ml. de agua oxigenada. Se cierra el tubo con un tapón, que se deja algo flojo para el escape de los gases producidos en la reacción, en cuyo centro exista un orificio por el cual se pueda introducir un termómetro. Así, hemos hecho un calorímetro.
Se anota la temperatura ambiente, que se toma como temperatura inicial de la reacción, y después se va anotando las variaciones de temperatura que se producen en el interior del calorímetro cada treinta segundos durante un período de cinco minutos. Hacer la gráfica de la reacción y explicar los resultados.

Trabajo Práctico Nº 8

Proteínas en sangre

La sangre es un tejido fluido que circula por capilares, venas y arterias de todos los vertebrados e invertebrados. Su color rojo característico es debido a la presencia del pigmento hemoglobínico contenido en los eritrocitos.

Es un tipo de tejido conjuntivo especializado, con una matriz coloidal líquida y una constitución compleja. Tiene una fase sólida (elementos formes, que incluye a los glóbulos blancos, los glóbulos rojos y las plaquetas) y una fase líquida, representada por el plasma sanguíneo.

Su función principal es la logística de distribución e integración sistémica, cuya contención en los vasos sanguíneos (espacio vascular) admite su distribución (circulación sanguínea) hacia casi todo el cuerpo.

Como todo tejido, la sangre se compone de células y componentes extracelulares (su matriz extracelular). Estas dos fracciones tisulares vienen representadas por:

·        Los elementos formes —también llamados elementos figurados—: son elementos semisólidos (es decir, mitad líquidos y mitad sólidos) y particulados (corpúsculos) representados por células y componentes derivados de células.

·        El plasma sanguíneo: un fluido traslúcido y amarillento que representa la matriz extracelular líquida en la que están suspendidos los elementos formes.

Los elementos formes constituyen alrededor del 45% de la sangre. Tal magnitud porcentual se conoce con el nombre de hematocrito (fracción "celular"), atribuible casi en totalidad a la masa eritrocitaria. El otro 55% está representado por el plasma sanguíneo (fracción acelular).

El plasma sanguíneo es la porción líquida de la sangre en la que están inmersos los elementos formes. Es salado y de color amarillento traslúcido y es más denso que el agua. El volumen plasmático total se considera como de 40-50 mL/kg peso.

El plasma sanguíneo es esencialmente una solución acuosa de composición compleja conteniendo 91% agua, y las proteínas el 8% y algunos rastros de otros materiales (hormonas, electrolitos, etc). Estas proteínas son: fibrógeno, globulinas, albúminas y lipoproteínas. Otras proteínas plasmáticas importantes actúan como transportadores hasta los tejidos de nutrientes esenciales como el cobre, el hierro, otros metales y diversas hormonas. Los componentes del plasma se forman en el hígado (albúmina y fibrógeno), las glándulas endocrinas (hormonas), y otros en el intestino.

Además de vehiculizar las células de la sangre, también lleva los alimentos y las sustancias de desecho recogidas de las células. El suero sanguíneo es la fracción fluida que queda cuando se coagula la sangre y se consumen los factores de la coagulación.

El plasma es una mezcla de proteínas, aminoácidos, glúcidos, lípidos, sales, hormonas, enzimas, anticuerpos, urea, gases en disolución y sustancias inorgánicas como sodio, potasio, cloruro de calcio, carbonato y bicarbonato.

Las proteínas son un constituyente muy importante de las células y los tejidos del cuerpo humano. Se componen de aminoácidos. Hay diferentes tipos de proteínas con diferentes funciones, son así proteínas los enzimas, algunas hormonas, la hemoglobina, el LDL (transportadora de colesterol), el fibrinógeno, el colágeno, las inmunoglobulinas, etc.

Las proteínas totales del suero se pueden separar en dos grandes grupos la Albúmina y las globulinas. La albúmina es la proteína de más concentración en la sangre. La albúmina transporta muchas moléculas pequeñas (bilirrubina, progesterona, y medicamentos), y tiene también la función de mantener la presión sanguínea ya que favorece la presión osmótica coloidal para mantener líquidos en el torrente sanguíneo y que no pasen a los tejidos, manteniendo un equilibrio.

Las globulinas se pueden dividir en alfa-1, alfa-2, beta y gamma globulinas.
La albúmina representa el 60% de las proteínas que contiene el suero, el resto son las globulinas.

Actividad:

Prueba de Biuret: Es una prueba general para polipéptidos y  proteínas ya que sirve para reconocer las uniones peptidicas. La positividad se manifiesta por la aparición de una coloración violeta. La formación de un complejo de coordinación entre los cationes cúpricos en medio alcalino con las uniones peptídicas.

Prueba de coagulación: Es una prueba para identificar: albúminas, globulinas, glutelinas y prolaminas. La positividad se manifiesta por la formación de un coágulo.  No se conoce exactamente el mecanismo de reacción, se cree que ocurre cierta deshidratación de la molécula proteica. 

Material biológico

Suero o plasma (heparina o EDTA). Separar el suero del coágulo o

el plasma de las células antes de 3h.

Fundamento

Las uniones peptidicas de las proteínas reaccionan con el sulfato de cobre en solución alcalina y produce un color violeta proporcional a su concentración.

Proteína + Cu+2 --------à Complejo Cu-Proteína (púrpura)

Reactivos

Reactivo de biuret

Procedimiento

Pipetear en 2 tubos de ensayo:

Agua --------------------------- 0.1ml

Suero problema -------------- 0.1ml

Reactivo de biuret 5.0ml 5.0ml

Análisis de los resultados

Propiedades de las proteínas

• Especificidad

La especificidad se refiere a su función; cada una lleva a cabo una determinada función y lo realiza porque posee una determinada estructura primaria y una conformación espacial propia; por lo que un cambio en la estructura de la proteína puede significar una pérdida de la función. Además, no todas las proteínas son iguales en todos los organismos, cada individuo posee proteínas específicas suyas que se ponen de manifiesto en los procesos de rechazo de órganos transplantados. 

• Desnaturalización

Consiste en la pérdida de la estructura terciaria, por romperse los puentes que forman dicha estructura. Todas las proteínas desnaturalizadas tienen la misma conformación, muy abierta y con una interacción máxima con el disolvente, por lo que una proteína soluble en agua cuando se desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita. 

• Capacidad electrolítica

Se comprueba con la electroforesis, que es una técnica analítica que permite identificar proteínas haciéndolas migrar a través de un gel. Por medio de una corriente eléctrica, las proteínas se mueven a distintas velocidades, según su tamaño, peso, etc., dejando las huellas de su "corrida", que pueden verse en el gel con la ayuda de colorantes específicos.

• Amortiguador de pH (conocido como efecto tampón)

Actúan como amortiguadores de pH debido a su carácter anfótero, es decir, pueden comportarse como ácidos (donando electrones) o como bases (aceptando electrones).

Trabajo Práctico Nº 7

1. Coagulación de las proteínas

Fundamento

Las proteínas debido al gran tamaño de sus moléculas forman con el agua soluciones coloidales que pueden precipitar formándose coágulos al ser calentadas a temperaturas superiores a 70º C o al ser tratadas con soluciones salinas, ácidos, alcohol, etc.

La coagulación de las proteínas es un proceso irreversible y se debe a su desnaturalización por los agentes indicados que al actuar sobre la proteína la desordenan por destrucción de sus estructuras secundaria y terciaria.

Técnica

1. Colocar en tres tubos de ensayo (a, b y c) una pequeña cantidad de clara de huevo (diluir en un poco de agua) o 2 a 3 ml de leche
2. Calentar uno de los tubos (a) moviéndolo suavemente alrededor de la llama, añadir al tubo (b) 2 a 3ml de ácido clorhídrico diluido y al tubo (c) 2 o 3 ml de alcohol etílico
3. Observar y registrar los resultados 

2. Reacciones coloreadas específicas (Biuret)

El Reactivo de Biuret es aquel que detecta la presencia de proteínas, péptidos cortos y otros compuestos con dos o más enlaces peptídicos en sustancias de composición desconocida.

Está hecho de hidróxido potásico (KOH) y sulfato cúprico (CuSO4), junto con tartrato de sodio y potasio (KNaC4O6•4H2O). El reactivo, de color azul, cambia a violeta en presencia de proteínas, y vira a rosa cuando se combina con polipéptidos de cadena corta. El Hidróxido de Potasio no participa en la reacción, pero proporciona el medio alcalino necesario para que tenga lugar.

Se usa normalmente en el ensayo de Biuret, un método colorimétrico que permite determinar la concentración de proteínas de una muestra mediante espectroscopía ultravioleta-visible a una longitud de onda de 540 nm (para detectar el ion Cu2+).

Técnica

1. Colocar en un tubo de ensayo 2 ml de clara de huevo fresco
2. Colocar en un segundo tubo 2 ml de solución de almidón
3. Colocar en otro tubo de ensayo 2 ml de agua
4. Observar los cambios de coloración del reactivo y anotar los resultados. Sacar conclusiones

Preguntas:

1. ¿Cómo se manifiesta la desnaturalización de la clara de huevo?
2. ¿Cuál de los tres agentes utilizados tiene mayor poder de desnaturalización?
3. ¿Cómo podríamos saber que una sustancia desconocida es una proteína?
4. ¿Qué coloración da la reacción del Biuret?
5. ¿Una proteína coagulada podría dar la reacción del Biuret?
6. Si se realiza la reacción del Biuret sobre un aminoácido como la Glicina ¿es positiva o negativa? ¿Por qué?

Las proteínas como moléculas ejecutoras

Aminoácidos

Las células vivas producen macromoléculas (proteínas, ácidos nucleicos  y polisacáridos) que sirven como componentes estructurales, biocatalizadores, hormonas, receptores o reservorios de la información genética. Estas macromoléculas son biopolímeros construidos por unidades monoméricas o bases estructurales. Para los ácidos nucleicos, las unidades monoméricas son los nucleótidos; para los polisacáridos complejos, las unidades monoméricas son derivados de los azucares y para las proteínas, las unidades monoméricas son los L- alfa- aminoácidos.

Aunque muchas proteínas contienen otras substancias además de los aminoácidos (por ejemplo, grupo heme, carbohidratos, lípidos) su estructura tridimensional y muchas de las propiedades biológicas de proteínas están determinadas en gran parte por las clases de aminoácidos presentes, el orden en el que están dispuestos en una cadena de polipéptidos y por tanto la relación especial de un aminoácido con otro.

Al parecer, ciertos aminoácidos intervienen en la transmisión de impulsos en el sistema nervioso; la glicina y el ácido glutámico son ejemplos. Los llamados aminoácidos esenciales deben ser suministrados en la alimentación, ya que nuestros cuerpos no pueden sintetizarlos en cantidades adecuadas para respaldar el crecimiento (niños) o para conservar la salud (adultos).

 Todos los aminoácidos tienen por lo menos dos grupos funcionales.

Péptidos

Cuando los grupos amino y carboxilo de los aminoácidos se combinan para formar enlaces peptídicos, los aminoácidos constituyentes se denominan residuos de aminoácido unidos por enlaces peptídicos. Los péptidos con más de 10 residuos de aminoácidos se denominan polipéptidos.

Los péptidos son de interés biomédico inmenso, particularmente en endocrinología. Muchas de las hormonas son péptidos y pueden administrase a pacientes para corregir deficiencias (por ejemplo, valinomicina y gramicidina  A), igual que unos cuantos agentes antitumorales (como bleomicina). La rápida síntesis química y la tecnología de recombinación del DNA facilitan la producción de cantidades substanciales de hormonas peptídas que en el cuerpo existen sólo en concentraciones mínimas y por tanto son difíciles de aislar en cantidad suficiente para usarse en terapéutica. La misma tecnología permite la síntesis de otros péptidos, también a partir a partir de fuentes naturales solamente en cantidades pequeñas (por ejemplo, en ciertos péptidos y proteínas virales) para usarse en vacunas.

Proteínas

Las proteínas son polipéptidos de peso molecular (PM) elevado. Aunque en forma arbitraria, la línea divisoria entre polipéptidos grandes y proteínas pequeñas se acostumbra colocar en un PM entre 8000 y 10.000.Las proteínas simples contienen sólo aminoácidos. Las complejas contienen además materiales diferentes como el hem, derivados vitaminínicos, lípidos o carbohidratos.

Clasificación de las proteínas basada en sus solubilidades

Albúminas	Solubles en agua y en soluciones salinas Sin aminoácidos distintivos
Globulinas	Escasamente solubles en agua pero solubles en soluciones salinas. Sin aminoácidos distintivos
Protaminas	Solubles en etanol a 70-80% pero insolubles en agua y en alcohol etílico absoluto. Ricas en arginina
Histonas	Solubles en soluciones salinas
Escleroproteínas	Insolubles en agua o en soluciones salinas. Ricas en glicina, alanina y prolina

Funciones principales de las proteínas

Función	Proteína (ejemplos)
Papel catalítico	Enzimas
Contracción	Actina, miosina
Regulación del gen	Histona, proteínas nucleares diferentes de las histonas
Papel hormonal	Insulina
Protección	Fibrina, inmunoglobulinas, interferón
Papel regulador	Calmodulina
Papel estructural	Colágeno, elastina, queratinas
Transporte	Albúmina (de bilirrubina, ácidos grasos, etc.),hemoglobina (oxígeno), lipoproteínas(varios lípidos), transferrina(hierro)

Función biológica de las proteínas

Así como los polisacáridos se reducen a ser sustancias de reserva o moléculas estructurales, las proteínas asumen funciones muy variadas gracias a su gran heterogeneidad estructural. Describir las funciones de las proteínas equivale a describir en términos moleculares todos los fenómenos biológicos. Podemos destacar las siguientes:

Función enzimática: las proteínas con función enzimática son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo celular.

Función hormonal: las hormonas son sustancias producidas por una célula y que una vez secretadas ejercen su acción sobre otras células dotadas de un receptor adecuado. Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la insulina y el glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la hormona del crecimiento, o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio).

Función de reconocimiento de señales: la superficie celular alberga un gran número de proteínas encargadas del reconocimiento de señales químicas de muy diverso tipo. Existen receptores hormonales, de neurotransmisores, de anticuerpos, de virus, de bacterias, etc. En muchos casos, los ligandos que reconoce el receptor (hormonas y neurotransmisores) son, a su vez, de naturaleza proteica.

Función de transporte: en los seres vivos son esenciales los fenómenos de transporte, bien para llevar una molécula hidrofóbica a través de un medio acuoso (transporte de oxígeno o lípidos a través de la sangre) o bien para transportar moléculas polares a través de barreras hidrofóbicas (transporte a través de la membrana plasmática). Los transportadores biológicos son siempre proteínas. Ejemplo, la mioglobina que transporta oxígeno (de color rojo) al músculo.

Función estructural: las células poseen un citoesqueleto de naturaleza proteica que constituye un armazón alrededor del cual se organizan todos sus componentes, y que dirige fenómenos tan importantes como el transporte intracelular o la división celular. En los tejidos de sostén (conjuntivo, óseo, cartilaginoso) de los vertebrados, las fibras de colágeno forman parte importante de la matriz extracelular y son las encargadas de conferir resistencia mecánica tanto a la tracción como a la compresión.

Función de defensa: la propiedad fundamental de los mecanismos de defensa es la de discriminar lo propio de lo extraño. En bacterias, una serie de proteínas llamadas endonucleasas de restricción se encargan de identificar y destruir aquellas moléculas de ADN que no identifica como propias. En los vertebrados superiores, las inmunoglobulinas se encargan de reconocer moléculas u organismos extraños y se unen a ellos para facilitar su destrucción por las células del sistema inmunitario. Muchas cadenas polipeptídicas se pliegan en dos o más unidades globulares estables que se denominan dominios. Estos dominios pueden presentarse claramente separados formando zonas lobulares o interaccionar fuertemente con otros dominios haciendo más difícil la distinción entre dominios individuales.

La relación entre la estructura de un dominio y la función es compleja. A veces una determinada función es realizada por un dominio individual, mientras que en otras ocasiones la función requiere la existencia de más de un dominio, por ejemplo, los sitios de unión para pequeñas moléculas o los sitios activos de determinados enzimas se forman en la interfase de dos dominios con participación de residuos de ambos.

Función de movimiento: todas las funciones de motilidad de los seres vivos están relacionadas con las proteínas. Así, la contracción del músculo resulta de la interacción entre dos proteínas, la actina y la miosina.

El movimiento de la célula mediante cilios y flagelos está relacionado con las proteínas que forman los microtúbulos.

Función de reserva: la ovoalbúmina de la clara de huevo, la lactoalbúmina de la leche, la gliadina del grano de trigo y la hordeína de la cebada, constituyen una reserva de aminoácidos para el futuro desarrollo del embrión.

Transducción de señales: los fenómenos de transducción (cambio en la naturaleza físico-química de señales) están mediados por proteínas. Así, durante el proceso de la visión, la rodopsina de la retina convierte (o mejor dicho, transduce) un fotón luminoso (una señal física) en un impulso nervioso (una señal eléctrica), y un receptor hormonal convierte una señal química (una hormona) en una serie de modificaciones en el estado funcional de la célula.

Función reguladora: muchas proteínas se unen al ADN y de esta forma controlan la trascripción génica y aseguran que la célula, en todo momento, tenga todas las proteínas necesarias para desempeñar normalmente sus funciones. Las distintas fases del ciclo celular son el resultado de un complejo mecanismo de regulación desempeñado por proteínas como la ciclina.

Muchas proteínas ejercen a la vez más de una de las funciones enumeradas: Las proteínas de membrana tienen tanto función estructural como enzimática; la ferritina es una proteína que transporta y, a la vez, almacena el hierro; la miosina interviene en la contracción muscular, pero también funciona como un enzima capaz de hidrolizar el ATP, y así se podrían poner muchos ejemplos más.

La estructura de las proteínas

Los aminoácidos unidos forman una proteína, pero no permanecen alineados en el espacio. Las cadenas polipeptídicas (hileras de aminoácidos) adoptan en el espacio diferentes ubicaciones. Esta forma o configuración depende de los aminoácidos que las integran. Entonces, una vez formado un polipéptido, se pliega y adquiere su estructura en el espacio, tridimensional, que le permitirá interaccionar con otras moléculas y cumplir con su función específica. Solo cuando un polipéptido adquiere su estructura espacial definitiva, se habla de proteína.

Ahora bien, los aminoácidos se unen formando cadenas largas de secuencias diferentes, es decir que pueden estar unidos en diferente orden. Y es ese orden o secuencia el que va a determinar la forma en que la proteína se plegará y, de acuerdo con esto, la función que va a cumplir. Si cambia la secuencia, es otra proteína y también se modifica la función.

Entonces, las largas cadenas polipeptídicas se combinan y se pliegan.

Podemos analizar la estructura de una proteína teniendo en cuenta cuatro niveles de organización sucesivos: estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. 

Estructura primaria: La estructura primaria es la secuencia lineal de los aminoácidos que forman la proteína. Está determinada genéticamente. Indica que aminoácidos son y en qué orden se encuentran en la cadena  proteica. Las propiedades de la proteína van a estar dadas por el  número y el orden o secuencia en que se enlazan los aminoácidos, ya que si hay un cambio en la estructura primaria de una proteína, esta será diferente y no cumplirá su función biológica.

Estructura secundaria: Cuando la cadena se va formando, comienzan las interacciones entre los aminoácidos que la constituyen: estos se unen por medio de enlaces químicos y forman cadenas polipeptídicas que se pliegan y logran una disposición espacial estable. De esta manera, pueden construir dos posibles conformaciones o estructuras: la alfa-hélice y la beta-hoja plegada.

La alfa-hélice se forma a partir de la cadena primaria que se enrolla sobre sí misma, en forma helicoidal, como un tirabuzón.

La beta-hoja plegada presenta una conformación en zigzag, donde las cadenas de polipéptidos son paralelas o se cruzan uniéndose mediante enlaces que les dan estabilidad, a la manera de un acordeón.

Los aminoácidos que se encuentran  en las estructuras secundarias diferentes pueden interaccionar aunque estén alejados entre sí.

Estructura terciaria: La estructura terciaria se forma por plegamientos de cadenas de estructura secundaria en las que interaccionan los grupos R de los aminoácidos. Es el modo en que las cadenas secundarias se pliegan tridimensionalmente en el espacio formando una estructura más compleja que la secundaria. En muchas proteínas, esta estructura les otorga una forma una forma globular, en cambio otras son fibrosas. Las proteínas en estructura terciaria son las que realizan la mayoría de las funciones biológicas.

Estructura cuaternaria: Muchas proteínas presentan una estructura cuaternaria en la que se combinan y se interconectan varias cadenas polipeptídicas de estructura terciaria, que forman un complejo proteico. Estas proteínas se llaman ¨multiméricas¨ y, según el número se cadenas polipetídicas que las forman, tienen otra denominación. Por ejemplo, la hemoglobina es tetrámero, porque es una proteína formada por cuatro subunidades (cadenas) proteicas que tienen cada una su propia estructura terciaria.

En resumen, podemos decir que la cadena primaria no tiene funcionalidad; de la primaria a la terciaria, la molécula es cada vez más compleja y está más plegada; la cuaternaria se forma con asociaciones de cadenas terciarias.

Resumiendo:

Clasificación de las proteínas

La clasificación de las proteínas se realiza desde varios puntos de vista, así:

1. Según su composición:

Proteínas simples u Holoproteínas: Las cuales están formadas exclusivamente o predominantemente por aminoácidos.

Proteínas conjugadas: Poseen un componente de proporción significativa no aminoacídico que recibe el nombre de grupo prostético. Según la naturaleza de este grupo consideramos:

• Glicoproteínas: Se caracterizan por poseer en su estructura azúcares. Se pueden citar como ejemplo: las inmunoglobulinas, algunas proteínas de membrana, el colágeno y otras proteínas de tejidos conectivos (glucosaminoglicanos).
• Lipoproteínas: Proteínas conjugadas con lípidos que se encuentran en las membranas celulares.
• Nucleoproteínas: Se presentan unidas a un ácido nucleico, como en los cromosomas, ribosomas y en los virus.
• Metaloproteínas: Contienen en su molécula uno o más iones metálicos que no constituyen un grupo hem. Por ejemplo algunas enzimas.
• Hemoproteínas o Cromoproteínas: Proteínas que tienen en su estructura un grupo hem (Figura). Ejemplo: Hemoglobina, Mioglobina y ciertas enzimas como los citocromos. 

2. De acuerdo con su morfología y solubilidad:

• Proteínas fibrosas: Son insolubles en agua, presentan formas moleculares alargadas, con un número variado de cadenas polipeptídicas que constituyen fibras resistentes, con cierto grado de elasticidad, fragilidad o ductilidad. Funcionan como proteínas estructurales o de soporte. Las más comunes son: Elastina, Colágeno, Queratina, Fibrina, etc.

La unidad esencial del colágeno está constituida por tres cadenas de polipéptidos que aparecen entralazadas formando una triple hélice, constituyendo una unidad macromolecular denominada tropocolágeno

• Proteínas Globulares: Tienden a ser más solubles en agua, debido a que su superficie es polar. Sin embargo, pueden presentar mayor solubilidad en otros solventes como soluciones salinas, ácidos o bases diluidas o alcohol. Su estructura es compacta con formas casi esféricas. La mayoría de las proteínas conocidas son globulares, dentro de las que se consideran todas las enzimas, las proteínas del plasma y las presentes en las membranas celulares. A su vez las proteínas globulares se pueden clasificar de acuerdo con su solubilidad:
• Albúminas: Proteínas fácilmente solubles en agua, que coagulan con el calor y precipitan con las soluciones salinas saturadas. Por ejemplo la Lactoalbúmina, albúmina del suero, la ovoalbúmina (presente en la clara del huevo).
• Globulinas: Escasamente solubles en agua pura, pero solubles en soluciones salinas diluidas como cloruro de sodio, entre ellas se encuentran las seroglobulinas (sangre), ovoglobulina, inmunoglobulinas, etc.
• Glutelinas: Solubles en ácidos y bases diluidos, insolubles en solventes neutros. Ejemplo: La Glutenina del trigo.
• Prolaminas: Solubles en alcohol del 70 al 80%, insolubles en agua, alcohol absoluto y otros solventes neutros, como la Zeína del maíz y la Gliadina del trigo.

Estructura cuaternaria de una proteína globular

3. De acuerdo con su función biológica:

Proteínas estructurales: Forman parte de células y tejidos a los que confieren apoyo estructural. Dentro de estas podemos citar, el colágeno y la elastina presentes en el tejido conectivo de los vertebrados. La queratinas de la piel, pelo y uñas y la espectrina presente en la membrana de los eritrocitos (La espectrina es una de las proteínas más importantes del eritrocito. Su nombre se debe a que si introducimos glóbulos rojos en un medio hipotónico éstos absorben agua y se acaban lisando (estallando). Al lisarse, la hemoglobina sale al exterior de la célula quedando sólo la membrana, lo que se denomina como fantasma de eritrocito. Una de las proteínas del fantasma es la espectrina, y de ahí le viene el nombre)

Eritrocitos

Proteínas de transporte: Como su nombre lo indica, transportan sustancias como el oxígeno en el caso de la hemoglobina y la mioglobina, ácidos grasos en el caso de la albúmina de la sangre, o las que realizan un transporte transmembrana en ambos sentidos.

Proteínas de defensa: Protegen al organismo contra posibles ataques de agentes extraños, entre las que se consideran los anticuerpos (inmunoglobulinas) de la fracción gamma globulínica de la sangre, las proteínas denominadas interferones cuya función es inhibir la proliferación de virus en células infectadas e inducir resistencia a la infección viral en otras células, el fibrinógeno de la sangre importante en el proceso de coagulación.

Proteínas hormonales: Se sintetizan en un tipo particular de células pero su acción la ejercen en otro tipo. Ejemplo, la insulina.

Proteínas como factores de crecimiento: Su función consiste en estimular la velocidad de crecimiento y la división celular. Como ejemplo se puede citar la hormona de crecimiento y el factor de crecimiento derivado de plaquetas.

Proteínas catalíticas o enzimas: Permiten aumentar la velocidad de las reacciones metabólicas. Dentro de las células son variadas y se encuentran en cantidad considerable para satisfacer adecuadamente sus necesidades. Entre otras se consideran las enzimas proteolíticas cuya función es la degradación de otras proteínas, lipasas, amilasas, fosfatasas, etc.

Proteínas contráctiles: Son proteínas capaces de modificar su forma, dando la posibilidad a las células o tejidos que estén constituyendo de desplazarse, contraerse, relajarse razón por la cual se encuentran implicadas en los diferentes mecanismos de motilidad. Las proteínas más conocidas de este grupo son la actina y la miosina.

Miosina 

Proteínas receptoras: Proteínas encargadas de combinarse con una sustancia específica. Si se encuentran en la membrana plasmática, son las encargadas de captar las señales externas o simplemente de inspeccionar el medio. Si encuentran en las membranas de los organelos, permiten su interacción. Sin embargo, no son proteínas exclusivas de membrana ya que algunas se encuentran en el citoplasma. El ejemplo más típico de éstas son los receptores de las hormonas esteroides. Casi todos los neurotransmisores, la mayoría de las hormonas y muchos medicamentos funcionan gracias a la presencia de estas proteínas.

Proteínas de transferencia de electrones: Son proteínas integrales de membrana, comunes en las mitocondrias y cloroplastos cuya función se basa en el transporte de electrones desde un donador inicial hasta un aceptor final con liberación y aprovechamiento de energía. Como ejemplo se citan a los Citocromos que hacen parte de la cadena respiratoria.

Las enzimas

Introducción

Los catalizadores (Un catalizador es una sustancia que está presente en una reacción química en contacto físico con los reactivos, y acelera, induce o propicia dicha reacción sin actuar en la misma) aceleran las reacciones químicas, participan en una reacción y experimentan cambios físicos durante ella, pero regresan a su estado original cuando la reacción termina. Mientras que se conocen algunos casos de catálisis por moléculas de ARN, casi todas las enzimas son catalizadores proteínicos. La mayor parte de las reacciones bioquímicas ocurrirían con extrema lentitud sino la catalizaran enzimas. A diferencia de los catalizadores no proteínicos como el H+, OH- o los iones metálicos, cada enzima cataliza un pequeño número de reacciones y frecuentemente sólo una. Las enzimas son así catalizadores altamente específicos de las reacciones. Esencialmente todas las reacciones bioquímicas son catalizadas por enzimas.

Las enzimas hacen posible la vida en la Tierra y de aquí su impacto en numerosos campos de las ciencias biomédicas. Ciertas enfermedades (errores congénitos del metabolismo) se deben a anormalidades en la síntesis de enzimas determinadas por genes.

Cuando las células son lesionadas (por ejemplo, por trastornos de la circulación sanguínea o inflamación), ciertas enzimas pasan al plasma. La medición de su actividad es parte integral del diagnóstico de cierto número de trastornos médicos importantes (infarto de miocardio). La enzimología diagnóstica es el área de la medicina que utiliza enzimas como auxiliares del diagnóstico y el tratamiento. Las enzimas también pueden utilizarse en la terapéutica.

En la actualidad, las industrias utilizan enzimas en la fabricación de diversos productos. Por ejemplo, los jabones para lavar la ropa o los detergentes líquidos contienen enzimas microbianas que degradan los componentes de las manchas.

En las reacciones químicas que ocurren en un  ser vivo participan enzimas, un tipo particular de proteínas que fabrican las células y cuya intervención en el metabolismo es fundamental para permitir un funcionamiento eficiente del organismo. ¿Recordás cuál es su función? Acelerar o catalizar las reacciones químicas que, si no fuera así, ocurrirían de manera muy lenta.

La acción de las enzimas

Cada tipo de enzima tiene una forma particular que ¨encaja¨ exactamente con otra molécula (o ión) sobre la cual actúa, a la que se denomina sustrato, es decir que es específica para cada sustrato y reacción. La sacarasa, por ejemplo, cataliza únicamente la ruptura de la sacarosa en glucosa y fructosa, y es incapaz de intervenir en otra reacción química. El reconocimiento espacial entre la enzima (E) y el sustrato (S) hace posible que la enzima cumpla su función.

El receptor para un determinado sustrato se encuentra en un lugar específico de la enzima, denominado sitio activo. Al reconocer el sustrato, se constituye un complejo enzima-sustrato que acelera la reacción química.

Como resultado de la reacción, el sustrato se convierte en el producto, que se separa de la enzima al finalizar el proceso.

En algunos casos, la enzima puede acelerar la degradación del sustrato en dos moléculas, los productos de la reacción. En otros, las enzimas aceleran la unión de sustancias.

Una vez finalizada la reacción, la enzima se recupera y puede volver a actuar. ¿Qué creés que sucede si la molécula enzimática pierde su forma tridimensional? Si eso ocurre, no puede reconocer al sustrato y, por lo tanto, no puede cumplir su función.

Como ejemplo de funcionamiento de las enzimas, consideremos las enzimas del hígado que regulan la síntesis del glucógeno (un polisacárido de reserva energética de los animales formado por hasta 120.000 moléculas de glucosa, su monómero) mediante la acción de la insulina y el glucagón, hormonas proteicas que se producen en el páncreas y actúan sobre el hígado. La insulina estimula la génesis del glucógeno y el glucagón la lisis, es decir la ruptura de la molécula.

La insulina, favorece el ingreso en las células de la glucosa que está en la sangre, con lo que está en la sangre, con lo cual, baja la glucemia. Cuando el aporte de glucosa es abundante, la insulina estimula a los hepatocitos (células del hígado) para que reserven moléculas de glucosa bajo la forma de glucógeno. En este proceso de síntesis (glucogenogénesis) interviene la enzima glucógeno sintetasa. (Esta es solo una de las acciones de la insulina en el hígado).

El glucagón, como también sabés, actúa de manera inversa a la insulina: en respuesta a un descenso de la glucemia, promueve la degradación (ruptura) del glucagón, como también sabés, actúa de manera inversa a la insulina: en respuesta a un descenso de la glucemia, promueve la degradación (ruptura) del glucógeno (glucogenólisis), con ayuda de la activación de la enzima glucógeno fosforilasa, producto de lo cual se obtienen moléculas de glucosa que serán usadas en otros órganos.

Antes de avanzar, recordemos que la insulina y el glucagón son hormonas y, por lo tanto, son mensajeros químicos. Únicamente actúan sobre su órgano blanco porque solo sus células poseen los receptores específicos que las reconocen. Y a partir de aquí se producen complejos procesos dentro de la célula que llevarán a una respuesta. Ahora bien, ¿qué sucede en las células blanco? .El proceso que ocurre dentro de la célula es extremadamente complejo. Podemos simplificarlo de este modo:

1. Las hormonas proteicas no pueden entrar en el citoplasma de las células del órgano blanco debido a que son moléculas hidrosolubles. Se les llama ¨primer mensajero¨. Estas hormonas, al unirse a su receptor de membrana (y mediante la activación de otra proteína transductora de señal, la proteína G), inducen la activación de una enzima, la adenilatociclasa, que se encuentra asociada al receptor y situada del lado interno de la membrana.
2. La adenilatociclasa es una enzima amplificadora de la señal, cataliza la transformación del ATP en AMP cíclico (AMPc), que actúa como señal interna y se lo llama ¨segundo mensajero¨.
3. Estos segundos mensajeros se difunden rápidamente y permiten que la señal se propague por el interior celular. ¿Te das cuenta? El proceso de generación de segundos mensajeros depende de una serie de proteínas de membrana celular. El AMPc activa una proteína enzimática, la proteinquinasa, que iniciará una cascada de    reacciones químicas dentro de la célula donde intervienen distintas enzimas. ¿El resultado? La respuesta específica de la célula blanco, por ejemplo, la degradación de glucógeno (glucogenólosis) y el aumento de la glucosa en la sangre. 

Clasificación de las enzimas
Oxidorreductasas	Oxidan y reducen grupos	Citocromos - Transferencias de electrones Deshidrogenasas - Transferencias de H  Oxidasas - Reacciones con O
Transferasas	Transfieren grupos.	Quinasas - Fosfato hidrocarbonados , aldehidos, carboxilo, glucosilo , azufrados , etc
Hidrolasas	Hidrólisis	Esterasas - Esteres Carbohidrolasas - Enlaces Glucosídicos  Protidasas - Enlaces Peptídicos Amidasas - Enlaces C-N
Liasas	Adición a dobles enlaces	C=C  C=O  C=N
Isomerasas	Convierten unos isómeros en otros
Ligasas o sintetasas	Forman moléculas orgánicas a partir de otras menores