Secuencia de aminoácido

Qué es la secuencia de aminoácidos

Cada aminoácido aporta un grupo amino, un grupo carboxilo y una cadena lateral que varía de uno a otro; esa cadena lateral es la que distingue a los veinte aminoácidos que el organismo utiliza para fabricar proteínas. Al unirse, dos aminoácidos forman un enlace peptídico entre el carboxilo de uno y el amino del siguiente, con liberación de una molécula de agua. Repetido cientos o miles de veces, ese enlace construye la cadena polipeptídica.

La cadena tiene un sentido de lectura fijo. El primer aminoácido conserva su grupo amino libre y se llama extremo amino terminal; el último conserva el carboxilo libre y se llama extremo carboxilo terminal. La secuencia se escribe siempre de uno a otro, nunca al revés.

De la secuencia a la estructura y a la función

La secuencia por sí sola no explica cómo funciona una proteína, pero la determina por completo. Las propiedades químicas de cada cadena lateral (algunas cargadas, otras hidrófobas, otras capaces de formar puentes de hidrógeno) obligan a la cadena a plegarse de una manera concreta, primero en hélices y láminas locales y después en una forma tridimensional definitiva. Cambiar un solo aminoácido puede alterar ese plegamiento y, con él, la función entera de la molécula.

El ejemplo mejor documentado es la fibrosis quística. La mutación más frecuente en el gen que codifica la proteína CFTR elimina tres nucleótidos y, con ellos, un único aminoácido: una fenilalanina en la posición 508. Esa proteína, un canal de cloro presente en las células epiteliales, deja de plegarse con normalidad y nunca llega a la membrana celular. La deleción está presente en cerca del setenta por ciento de los alelos de la enfermedad en población de origen europeo. Un aminoácido de mil cuatrocientos ochenta.

Qué no es la secuencia de aminoácidos

Conviene no confundirla con los niveles estructurales posteriores. La estructura secundaria describe los plegamientos locales y regulares de la cadena; la terciaria, su forma tridimensional completa; la cuaternaria, cómo se ensamblan varias cadenas entre sí cuando la proteína funcional está formada por más de una. Ninguno de esos niveles se pierde si la proteína se desnaturaliza por calor o por cambios de pH, salvo la secuencia, que permanece intacta mientras no se rompan los enlaces peptídicos.

Tampoco debe confundirse con una secuencia de consenso, que no describe la proteína real de un individuo concreto, sino una versión teórica construida a partir de muchas secuencias comparadas entre sí.

Preguntas frecuentes

¿Quién determina la secuencia de aminoácidos de una proteína?

La secuencia de nucleótidos del gen que la codifica, a través del código genético: cada tres nucleótidos del ARN mensajero especifican un aminoácido concreto, y el ribosoma los va uniendo en ese orden durante la síntesis de la proteína.

¿Cambiar un aminoácido siempre altera la función de la proteína?

No siempre. Si el nuevo aminoácido tiene propiedades químicas parecidas al original, o si ocupa una posición poco relevante para el plegamiento, el efecto puede ser mínimo. Otras veces, como en la fibrosis quística, un solo cambio basta para inutilizar la proteína entera.

¿Todas las proteínas humanas se construyen con los mismos veinte aminoácidos?

Casi todas, con una excepción conocida: la selenocisteína, llamada por eso el aminoácido veintiuno. El codón que la codifica, UGA, es en principio una señal de terminación de la síntesis; solo se lee como selenocisteína cuando el ARN mensajero incluye, además, una secuencia adicional que reprograma su lectura.

¿Se puede predecir la forma de una proteína conociendo solo su secuencia?

Cada vez con más precisión. Durante décadas fue uno de los grandes problemas sin resolver de la biología estructural, y solo en los últimos años los métodos computacionales han logrado predicciones fiables para un número amplio de proteínas.

Referencias

1. BIREME, OPS, OMS. Secuencia de Aminoácidos. Descriptores en Ciencias de la Salud (DeCS)
2. Universitat Politècnica de València. Las proteínas: de la estructura primaria a la cuaternaria
3. National Human Genome Research Institute, NIH. Fibrosis quística
4. Medwave. Fibrosis quística: aspectos genéticos
5. Wikipedia. Selenocisteína