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El cuerpo humano es la suma de 30 millones de millones de células. Pero más allá de este componente celular, también somos el resultado del trabajo conjunto y coordinado de distintos tipos de moléculas que forman parte de las células, conforman nuestros órganos y tejidos y/o regulan nuestro metabolismo.
Y, sin duda, una de las macromoléculas más importantes son las proteínas, las cuales hacen posible la regeneración celular de órganos y tejidos, el transporte de moléculas por la sangre, la acción enzimática, la actividad hormonal, la obtención de energía, la regulación del metabolismo, etc. Las proteínas son imprescindibles.
Pero, ¿cuál es la naturaleza fundamental de dichas proteínas? Las proteínas son, en esencia, largas cadenas de aminoácidos cuya secuencia determina el plegamiento de la proteína y, por lo tanto, su actividad. Cada proteína nace de una secuencia única de aminoácidos, que son los bloques constituyentes de las moléculas proteicas.
Existen un total de 20 aminoácidos, los cuales, formando “collares” con las unidades unidas entre sí, permiten que existan cientos de miles de proteínas diferentes. En el artículo de hoy veremos qué formas existen de clasificar estos aminoácidos, viendo sus distintos tipos y ejemplos dentro de cada uno de ellos.
¿Qué son los aminoácidos?
Los aminoácidos son moléculas orgánicas que comparten la característica común de contener un grupo amino (un grupo funcional derivado del amoníaco) en un extremo de la molécula y un grupo carboxilo (COOH) en el otro extremo, unidos mediante un átomo de carbono. Y paralelamente, cada tipo de aminoácido tiene un compuesto que “cuelga” de esta estructura común y que es la que hace que cada aminoácido sea único.
Pero más allá de esta definición química, un aminoácido es cada una de las unidades que conforma el esqueleto de una proteína. Y es que las proteínas son macromoléculas que nacen de la agregación de aminoácidos, los cuales son moléculas mucho más pequeñas que, al unirse en una secuencia concreta, dan lugar a una proteína única.
Algunos aminoácidos (los 11 no esenciales) pueden ser sintetizados por nuestro cuerpo, mientras que hay otros (los 9 esenciales) que no podemos fabricar, por lo que tienen que obtenerse a través de la dieta, ingiriendo materia orgánica (animal o vegetal) rica en dichos aminoácidos. Pero cada uno de los 20 aminoácidos son imprescindibles y los necesitamos para disponer de proteínas funcionales que mantengan una adecuada fisiología y anatomía en nuestro organismo.
En resumen, los aminoácidos son moléculas formadas por un grupo amino y carboxilo común a todos asociados a un radical únic y que, al unirse formando una cadena de secuencia determinada, permiten obtener una macromolécula proteica con unas propiedades y funciones dentro del cuerpo únicas.
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¿Cómo se clasifican los aminoácidos?
Una vez entendido qué son los aminoácidos, es hora de analizar los distintos tipos que existen. Hemos recogido tres formas de clasificación de acuerdo a los siguientes parámetros: capacidad de síntesis endógena, propiedades de la cadena lateral y ubicación del grupo amino. Es importante recalcar que hay otros parámetros clasificatorios (según en pH, la solubilidad, la polaridad, la sustancia asociada al grupo amino, etc), pero estos tres son, seguramente, los más relevantes desde el punto de vista bioquímico. Empecemos.
1. Según su capacidad de síntesis endógena
La capacidad de síntesis endógena hace referencia a si somos capaces de producir el aminoácido en cuestión en nuestras células (síntesis endógena) o, si por el contrario, tenemos que conseguirlos a través de la dieta ya que no somos capaces de fabricarlos por nosotros mismos (asimilación exógena). Esta es la clasificación más conocida y permite diferenciar dos tipos de aminoácidos: los esenciales y los no esenciales. Veamos sus particularidades.
1.1. Aminoácidos esenciales
Los aminoácidos esenciales son aquellos que no podemos sintetizar de forma endógena. Son imprescindibles pero no podemos fabricarlos, así que debemos obtenerlos a través del consumo de productos ricos en proteínas, tanto de origen animal como vegetal. Si no se introducen a través de la dieta, el cuerpo no podrá disponer de ellos y tendrá problemas para formar proteínas necesarias para mantener el correcto funcionamiento del organismo. Los aminoácidos esenciales son nueve: la leucina, la lisina, la valina, la treonina, el triptófano, la metionina, la histidina, la fenilalanina y la isoleucina.
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1.2. Aminoácidos no esenciales
Los aminoácidos no esenciales no reciben este nombre porque no sean importantes. Son igual de imprescindibles que los esenciales, pero se llaman así porque podemos sintetizarlos de forma endógena. Nuestro cuerpo es capaz de fabricarlos, así que no pasa nada si no los introducimos a través de la dieta. A no ser que haya algún trastorno genético, no tenemos problemas a la hora de sintetizarlos y, por lo tanto, su disposición no depende de lo que comemos. Los aminoácidos no esenciales son once: la glutamina, la arginina, la cisteína, la asparagina, la alanina, la glicina, la tirosina, el ácido aspártico, la prolina, el ácido glutámico y la serina.
2. Según las propiedades de su cadena lateral
Una clasificación menos conocida pero igualmente relevante desde un punto de vista bioquímico. Los aminoácidos pueden clasificarse en función de las propiedades de su cadena lateral en aromáticos, hidrofílicos, hidrofóbicos, ácidos y básicos.
Pero, ¿qué es la cadena lateral? La cadena lateral es la molécula que, como hemos dicho, cuelga de la parte común a todos los aminoácidos (el grupo amino y el carboxilo). Es un radical que se une al átomo de carbono central del aminoácido y que da al aminoácido en cuestión sus particularidades y propiedades químicas. En este sentido, hay una estructura común a todos los aminoácidos pero, como hay 20 radicales diferentes, también hay 20 aminoácidos únicos. Y es en función de qué propiedades otorgue este radical que tendremos uno de los siguientes tipos de aminoácidos.
2.1. Aminoácidos aromáticos
Los aminoácidos aromáticos son aquellos cuya cadena lateral o radical consiste en un anillo aromático, es decir, un hidrocarburo cíclico que posee una gran estabilidad química gracias a sus enlaces. De entre los 20 aminoácidos, hay 4 que tienen un anillo aromático como radical en su estructura: la histidina, la tirosina, el triptófano y la fenilalanina.
2.2. Aminoácidos hidrofílicos
Los aminoácidos hidrofílicos o polares son aquellos cuya cadena lateral o radical consiste en una molécula soluble en agua, lo que hace que el aminoácido resultante sea, como su nombre indica, hidrofílico, que tiene afinidad por el agua. En este sentido, son aminoácidos capaces de diluirse en una solución acuosa. De entre los 20 aminoácidos, hay 7 que son solubles en agua: la glicina, la cisteína, la asparagina, la treonina, la serina y la glutamina. Son aminoácidos que suelen dar lugar a proteínas que necesitan diluirse en soluciones acuosas, como las enzimas, las hormonas, los anticuerpos o las moléculas transportadoras.
2.3. Aminoácidos hidrofóbicos
Los aminoácidos hidrofóbicos o apolares son aquellos cuya cadena lateral o radical consiste en una molécula insoluble en agua, lo que hace que el aminoácido resultante sea, como su propio nombre indica, hidrofóbico, cosa que significa que es repelido por el agua. Se trata, pues, de aminoácidos incapaces de diluirse en una solución acuosa. De los 20 aminoácidos, hay 8 que no son solubles en agua: el triptófano, la prolina, la fenilalanina, la alanina, la leucina, la valina, la isoleucina y la metionina.
2.4. Aminoácidos ácidos
El nombre de los aminoácidos ácidos, por mucho que parezca una redundancia, tiene su sentido. Conocidos también como aminoácidos de carga negativa, se trata de aquellos aminoácidos cuya cadena lateral o radical está cargada eléctricamente. A pH fisiológico (el de nuestro cuerpo), el grupo carboxilo se disocia de la estructura, por lo que dicho aminoácido pasa a tener carga negativa. De los 20 aminoácidos, hay 2 que son ácidos: el ácido glutámico y el ácido aspártico.
2.5. Aminoácidos básicos
Los aminoácidos básicos son también conocidos como aminoácidos de carga positiva y, como podemos deducir, se trata del caso inverso al anterior. Se trata de aquellos aminoácidos cuya cadena lateral o radical está cargada eléctricamente, pero de forma distinta a los anteriores. En este caso, a pH fisiológico, lo que se disocia de la estructura no es el grupo carboxilo, sino el amino, cosa que hace que el aminoácido en cuestión pase a tener carga positiva. De los 20 aminoácidos, hay 3 que son básicos: el triptófano, la tirosina y la fenilalanina. Por lo tanto, en total hay 5 aminoácidos (dos ácidos y tres básicos) que no son neutros. El resto (15 de los 20) tienen una carga eléctrica neutra y no son ni ácidos ni básicos.
3. Según la ubicación de su grupo amino
Por último, debemos repasar la clasificación que se hace de acuerdo a la posición del grupo amino dentro de la estructura del aminoácido en cuestión. Como hemos dicho al principio, el grupo amino consiste en un radical derivado del amoníaco y que consiste en un grupo NH2 unido a la cadena lateral. En función de dónde esté localizado este grupo amino, un aminoácido puede ser alfa, beta o gamma. Veámoslos.
3.1. Alfa-aminoácidos
Los alfa-aminoácidos son aquellos en los que el grupo amino está localizado siempre en el segundo carbono de la cadena. Son aminoácidos que tienen este grupo funcional en el primer carbono disponible después del grupo carboxilo. Este primer átomo de carbono disponible recibe el nombre de carbono alfa. De ahí el nombre.
3.2. Beta-aminoácidos
Los beta-aminoácidos son aquellos en los que el grupo amino está localizado siempre en el tercer carbono de la cadena. Son aminoácidos que tienen este grupo funcional en el segundo carbono disponible después del grupo carboxilo. Este segundo átomo de carbono disponible recibe el nombre de carbono beta.
3.3. Gamma-aminoácidos
Los gamma-aminoácidos son aquellos en los que el grupo amino está localizado siempre en el cuarto carbono de la cadena. Son aminoácidos que tienen este grupo funcional en el tercer carbono disponible después del grupo carboxilo. Este tercer átomo de carbono disponible recibe el nombre de carbono gamma.
