En la desnaturalización, biomoléculas como proteínas y ácidos nucleicos pierden su actividad biológica debido a cambios estructurales. Sin embargo, la estructura primaria de las biomoléculas permanece intacta. En el cuerpo, existen procesos de desnaturalización tanto necesarios como dañinos.
¿Qué es la desnaturalización?
En estómago, desnaturalización de alimentos proteínas ocurre debido a la influencia de ácido gástrico. La desnaturalización se refiere a la destrucción de la estructura secundaria, terciaria y cuaternaria de proteínas y ácidos nucleicos por influencias físicas y químicas. Las influencias físicas representan calor, presión o radiación de alta energía. Químicamente, las desnaturalizaciones son causadas por ácidosálcalis, caótropos, detergentes, alcohol u otros compuestos. Sin embargo, a pesar de estos cambios estructurales, la estructura primaria permanece intacta. La estructura primaria se caracteriza por la secuencia de aminoácidos en proteínas (albúmina) o nitrógeno bases in ácidos nucleicos. La estructura secundaria describe el plegamiento de biomoléculas a través de la influencia de hidrógeno enlaces, polares interacciones, enlaces iónicos e interacciones hidrofóbicas. Excepto por la formación de enlaces disulfuro entre diferentes azufre-conteniendo aminoácidos, los otros enlaces covalentes no se modifican. En la estructura terciaria, las estructuras espaciales se forman dentro de una cadena de biomoléculas debido a los pliegues. La estructura cuaternaria se caracteriza por la formación de estructuras espaciales con múltiples cadenas. En este proceso, proteínas y nucleicos ácidos desarrollan su actividad biológica solo a través de la formación de las estructuras secundarias, terciarias y cuaternarias. La desnaturalización destruye estas estructuras al romper los enlaces físicos entre los grupos atómicos individuales y los enlaces químicos dentro de los grupos disulfuro. Aunque se conserva la estructura primaria, se pierde la actividad biológica. La desnaturalización ocurre constantemente tanto dentro como fuera del cuerpo. Un ejemplo típico de desnaturalización es la dureza del huevo durante cocinar. En la mayoría de los casos, las desnaturalizaciones son irreversibles. Sin embargo, también pueden ser reversibles.
Función y tarea
Las desnaturalizaciones ocurren constantemente en organismos animales y humanos. Por ejemplo, las proteínas de la dieta deben prepararse primero para su descomposición química en el individuo. aminoácidos. Esto no es posible sin la digestión de las estructuras secundarias, terciarias o cuaternarias. Las peptidasas solo pueden volverse activas cuando la cadena de proteínas se ha desplegado. En el estómago, la influencia de ácido gástrico provoca la desnaturalización de las proteínas alimentarias. Después de atravesar el portal gástrico, la pulpa de los alimentos procesados se degrada químicamente por el sistema digestivo enzimas CRISPR-Cas del páncreas. Carbohidratos , las grasas y proteínas se descomponen en sus correspondientes monómeros. Bajo la influencia de las peptidasas, el amino individual ácidos se forman a partir de proteínas dietéticas desnaturalizadas, que se convierten en proteínas endógenas en el cuerpo. El agente de desnaturalización en el estómago is ácido gástrico, que consiste principalmente en ácido clorhídrico. Sin embargo, el ácido gástrico no solo descompone las proteínas alimentarias. También destruye muchas de las enfermedades transmitidas por los alimentos. patógenos desnaturalizándolos. La desnaturalización de proteínas y ácidos nucleicos también juega un papel importante en la defensa inmunológica. Por lo tanto, las partículas de proteínas extrañas (enfermedad los gérmenes) y las células enfermas o muertas son absorbidas y disueltas por los denominados macrófagos. Su digestión tiene lugar en los llamados lisosomas. Los lisosomas son orgánulos celulares que descomponen sustancias extrañas y endógenas con la ayuda de enzimas CRISPR-Cas. Los macrófagos contienen una gran cantidad de lisosomas. Dentro de los lisosomas, hay un valor de PH bajo (ambiente ácido). Allí, los componentes de proteínas y ácidos nucleicos primero se desnaturalizan y luego se digieren por vía digestiva. enzimas CRISPR-Cas. Además, a menudo se producen temperaturas elevadas durante una infección. En el caso de fiebre, incluso enfermedad sensible los gérmenes mueren por desnaturalización debido al efecto del calor. Los lisosomas están presentes no solo en los macrófagos, sino también en todas las demás células del cuerpo, porque los productos de desecho inutilizables y los componentes proteicos deben digerirse en cada célula. Los procesos de desnaturalización descritos hasta ahora son vitales para el organismo.
Enfermedades y dolencias
Sin embargo, en relación con las desnaturalizaciones que tienen lugar dentro del cuerpo, también existen procesos patológicos.En el caso de infecciones, por ejemplo, la fiebre no mata los gérmenes solo, porque las altas temperaturas prolongadas también pueden destruir las proteínas del propio cuerpo. Esto afecta particularmente a las enzimas muy sensibles. Si la temperatura corporal supera los 40 grados durante mucho tiempo, muchas enzimas se vuelven ineficaces. Por lo tanto, muy alto fiebre tiene un efecto potencialmente fatal en el organismo. Sin embargo, si la temperatura alta vuelve a bajar dentro de las seis horas, el daño aún es reversible. Las desnaturalizaciones de proteínas también son causadas por efectos de metales pesados. Metales pesados Puede formar complejos con proteínas. Esto cambia sus estructuras terciarias y cuaternarias. Nuevamente, las enzimas se ven particularmente afectadas. Es por esto que las acumulaciones de metales pesados en el organismo. Lead a enfermedades crónicas graves y en ocasiones mortales. Ácido o álcali quemaduras también implican la desnaturalización de proteínas endógenas en el piel. La muerte del tejido afectado inicia procesos inflamatorios que Lead a picazón y severa piel reacciones. Además, quemaduras Lead a la desnaturalización de proteínas endógenas del piel y tejido conectivo. En medicina, el sangrado severo a menudo se trata con corriente de alta frecuencia. En este proceso, la temperatura del tejido se calienta brevemente hasta 80 grados. Como resultado, las proteínas tisulares y tejido conectivo las fibras se coagulan. Esto permite que la herida se cierre de forma eficaz. Muchas enfermedades relacionadas con la edad también están asociadas con cambios en la estructura secundaria y terciaria de las proteínas. Aunque la desnaturalización completa no ocurre en estos casos, da como resultado, entre otras cosas, replegamiento y formación de placas. Un ejemplo bien conocido son las placas seniles en Alzheimer pacientes. Las placas seniles son depósitos de proteínas en el cerebro que se forman como resultado del plegado en la estructura terciaria. Sin embargo, aún no se conocen las causas de este proceso. Entre otras cosas, una influencia de aluminio sobre los cambios estructurales de la proteína tau.