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 ¿QUÉ SON LOS AMINOÁCIDOS?
Son sustancias cristalinas,
casi siempre de sabor dulce; tienen carácter ácido como propiedad básica
y actividad óptica; químicamente son ácidos carbónicos con, por lo
menos, un grupo amino por molécula, 20 aminoácidos diferentes son los
componentes esenciales de las
proteínas.
Aparte de éstos, se conocen
otros que son componentes de las paredes celulares. Las plantas pueden
sintetizar todos los aminoácidos, nuestro cuerpo solo sintetiza 16,
aminoácidos, éstos, que el cuerpo sintetiza reciclando las células
muertas a partir del conducto intestinal y catabolizando las
proteínas
dentro del propio cuerpo.
Los aminoácidos son las
unidades elementales constitutivas de las moléculas denominadas
proteínas. Son pues, y en un muy elemental símil, los "ladrillos"
con los cuales el organismo reconstituye permanentemente sus
proteínas
específicas consumidas por la sola acción de vivir.
Un aminoácido es una
molécula orgánica con un grupo amino (-NH2) y un grupo
carboxilo (-COOH; ácido). Los aminoácidos más frecuentes y de mayor
interés son aquellos que forman parte de las
proteínas. Dos aminoácidos
se combinan en una reacción de condensación que libera agua formando un
enlace peptídico. Estos dos "residuos" aminoacídicos forman un
dipéptido. Si se une un tercer aminoácido se forma un tripéptido y así,
sucesivamente, para formar un polipéptido. Esta reacción ocurre de
manera natural en los ribosomas, tanto los que están libres en el
citosol como los asociados al retículo endoplasmático.
Todos los aminoácidos
componentes de las proteínas
son alfa-aminoácidos, lo que indica que el grupo amino está unido al
carbono alfa, es decir, al carbono contiguo al grupo carboxilo. Por lo
tanto, están formados por un carbono alfa unido a un grupo carboxilo, a
un grupo amino, a un hidrógeno y a una cadena (habitualmente denominada
R) de estructura variable, que determina la identidad y las propiedades
de los diferentes aminoácidos; existen cientos de cadenas R por lo que
se conocen cientos de aminoácidos diferentes, pero sólo entre 20 forman
parte de las
proteínas y tienen codones específicos en el código genético.
La unión de varios
aminoácidos da lugar a cadenas llamadas polipéptidos o simplemente
péptidos, que se denominan
proteínas cuando la cadena polipeptídica
supera los 50 aminoácidos o la masa molecular total supera las 5.000 um
Clasificación
Existen muchas formas de
clasificar los aminoácidos; las dos formas que se presentan a
continuación son las más comunes.
Los aminoácidos se
clasifican habitualmente según las propiedades de su cadena lateral:
Neutros polares,
polares o hidrófilos: Serina (Ser,S), Treonina (Thr,T),
Cisteína (Cys,C), Asparagina (Asn,N), Glutamina (Gln,Q) y Tirosina (Tyr,Y).
Neutros no polares, apolares o hidrófobos: Glicina
(Gly,G), Alanina (Ala,A), Valina (Val,V), Leucina (Leu,L), Isoleucina (Ile,I),
Metionina (Met,M), Prolina (Pro,P), Fenilalanina (Phe,F) y
Triptófano (Trp,W).
Con carga negativa, o ácidos: Ácido aspártico (Asp,D) y
Ácido glutámico (Glu,E).
Con carga positiva, o básicos: Lisina (Lys,K),
Arginina (Arg,R)
e Histidina (His,H).
Aromáticos: Fenilalanina (Phe,F), Tirosina (Tyr,Y) y
Triptófano (Trp,W)
(ya incluidos en los grupos neutros polares y neutros no polares).
A los aminoácidos que
necesitan ser ingeridos por el cuerpo para obtenerlos se los llama
esenciales; la carencia de estos aminoácidos en la dieta limita el
desarrollo del organismo, ya que no es posible reponer las células de
los tejidos que mueren o crear tejidos nuevos, en el caso del
crecimiento. Para el ser humano, los aminoácidos esenciales son:
Valina (Val)
Leucina (Leu)
Treonina (Thr)
Lisina (Lys)
Triptófano (Trp)
Histidina (His)
Fenilalanina (Phe)
Isoleucina (Ile)
Arginina (Arg)
Metionina (Met)
Aminoacidos esenciales o
indispensables: los organismos superiores no los sintetizan, es
necesario incluirlos en la dieta. Estos son:
Valina (Val)
Leucina (Leu)
Metionina (Met)
Triptófano (Trp)
Histidina (His)
A los aminoácidos que
pueden ser sintetizados por el cuerpo se los conoce como no
esenciales y son:
Alanina (Ala)
Prolina (Pro)
Glicina (Gly)
Serina (Ser)
Cisteína (Cys)
Asparagina (Asn)
Glutamina (Gln)
Tirosina (Tyr)
Ácido aspártico (Asp)
Ácido glutámico (Glu)
Estas clasificaciones
varían según la especie. Se han aislado cepas de bacterias con
requerimientos diferenciales de cada tipo de aminoácido.
Los datos actuales en
cuanto a número de aminoácidos y de enzimas ARNt sintetasas se
contradicen hasta el momento, puesto que se ha comprobado que existen 22
aminoácidos distintos que intervienen en la composición de las cadenas
polipeptídicas y que las enzimas ARNt sintetasas que no son siempre
exclusivas para cada aa. El aa número 21 es la Selenocisteína que
aparece en eucariotas y procariotas y el número 22 la Pirrolisina, que
aparece solo en arqueas (o arqueobacterias).
Aminoácidos codificados
en el genoma
Los aminoácidos proteicos,
canónicos o naturales son aquellos que están codificados en el genoma;
para la mayoría de los seres vivos son 20: alanina,
arginina, asparagina,
aspartato, cisteína, fenilalanina, glicina, glutamato, glutamina,
histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, prolina, serina,
tirosina, treonina,
triptófano y valina.
Sin embargo, hay unas pocas
excepciones: en algunos seres vivos el código genético tiene pequeñas
modificaciones y puede codificar otros aminoácidos. Por ejemplo:
selenocisteína y pirrolisina.
Aminoácidos no proteicos
Existen además de los 20
aminoácidos proteicos alrededor de 150 adicionales que no se consideran
proteicos aunque aparecen en algunas
proteínas. Son derivados de otros
aminoácidos, es decir, se incorporan a la
proteína como uno de los
aminoácidos proteicos y, después de haber sido formada la
proteína, se
modifican químicamente; por ejemplo, la hidroxiprolina.
Algunos aminoácidos no
proteicos actúan como neurotransmisores,
vitaminas, etc. Por ejemplo, la beta-alanina, el ácido gamma-aminobutírico
(GABA) o la
biotina.
Propiedades
Los aminoácidos son
compuestos sólidos, incoloros, cristalizables, de elevado punto de
fusión (habitualmente por encima de los 200 ºC), solubles en agua, con
actividad óptica y con un comportamiento anfótero.
Cualquier aminoácido puede
comportarse como ácido y como base, se denominan sustancias anfóteras.
El comportamiento anfótero se refiere a que, en disolución acuosa, los
aminoácidos son capaces de ionizarse, dependiendo del pH, como un ácido
(cuando el pH es básico), como una base (cuando el pH es ácido) o como
un ácido y una base a la vez (cuando el pH es neutro). En este último
caso adoptan un estado dipolar iónico conocido como zwitterión.
Cuando una molécula
presenta carga neta cero está en su punto isoeléctrico. Si un aminoácido
tiene un punto isoeléctrico de 6,1 su carga neta será cero cuando el pH
sea 6,1.
El pH en el cual un
aminoácido tiende a adoptar una forma dipolar neutra (igual número de
cargas positivas que negativas) se denomina Punto Isoeléctrico. La
solubilidad en agua de un aminoácido es mínima en su punto isoeléctrico.
Los aminoácidos y las
proteínas se comportan como sustancias tampón.
Todos los aminoácidos
excepto la glicina tienen el carbono alfa asimétrico, lo que les
confiere actividad óptica; esto es, sus disoluciones desvían el plano de
polarización cuando un rayo de luz polarizada las atraviesa. Si el
desvío del plano de polarización es hacia la derecha (en sentido
horario), el compuesto se denomina dextrógiro, mientras que si se desvía
a la izquierda (sentido antihorario) se denomina levógiro. Un
aminoácido puede en principio existir en sus dos formas enantioméricas
(una dextrógira y otra levógira), pero en la naturaleza lo habitual es
encontrar sólo una de ellas.
Estructuralmente, las dos
posibles formas enantioméricas de cada aminoácido se denominan
configuración D o L dependiendo de la orientación relativa en el espacio
de los 4 grupos distintos unidos al carbono alfa. El hecho de que sea
dextrógiro no quiere decir que tenga configuración D.
Las que afectan al grupo
carboxilo, como la descarboxilación.
Las que afectan al grupo amino, como la desaminación.
Las que afectan al grupo R.
Reacciones de los
aminoácidos
En los aminoácidos hay tres
reacciones principales que se inician cuando un aminoácido se une con el
piridoxal-P formando una base de Schiff o aldimina. De ahí en adelante
la transformación depende de las enzimas, las cuales tienen en común el
uso de la coenzima piridoxal-fosfato. Las reacciones que se desencadenan
pueden ser:
1. la transaminación
(transaminasa): Necesita la participación de un α-cetoácido.
2. la descarboxilación
3.la racemización: Es la conversión de un compuesto L en D, o
viceversa. Aunque en las
proteínas de un ser vivo los aminoácidos están
presentes únicamente en la forma estructural levógira (L), en las
bacterias podemos encontrar D-aminoácidos.
Cuando una célula viva
sintetiza
proteínas, el grupo carboxilo de un aminoácido reacciona con
el grupo amino de otro, formando un enlace peptídico. El grupo carboxilo
del segundo aminoácido reacciona de modo similar con el grupo amino del
tercero, y así sucesivamente hasta formar una larga cadena. Esta
molécula en cadena, que puede contener de 50 a varios cientos de
aminoácidos, se denomina polipéptido. Una
proteína puede estar formada
por una sola cadena o por varias de ellas unidas por enlaces moleculares
débiles. Cada
proteína se forma siguiendo las instrucciones contenidas
en el ácido nucleico, el material genético de la célula. Estas
instrucciones son las que determinan cuáles de los veinte alfaaminoácidos se incorporan a la
proteína, y en qué orden relativo o
secuencia lo hacen. Los grupos R de los diferentes aminoácidos
establecen la forma final de la
proteína y sus propiedades químicas. A
partir de las veinte subunidades pueden formarse una gran variedad de
proteínas.
Lista de Aminoácidos
y función de cada una de ellos
-
Alanina: Interviene
en el metabolismo de la
glucosa.
La
glucosa es un
carbohidrato simple que el organismo utiliza como
fuente de energía.
-
Arginina: Está
implicada en la conservación del equilibrio de nitrógeno y de dióxido de
carbono. También tiene una gran importancia en la producción de la
Hormona del Crecimiento, directamente involucrada en el crecimiento de
los tejidos y músculos y en el mantenimiento y reparación del sistema
inmunológico. (Ver
más de la Arginina)
-
Asparagina:
Interviene específicamente en los procesos metabólicos del Sistema
Nervioso Central (SNC).
-
Acido Aspártico: Es
muy importante para la desintoxicación del Hígado y su correcto
funcionamiento. El ácido L- Aspártico se combina con otros aminoácidos
formando moléculas capases de absorber toxinas del torrente sanguíneo.
-
Citrulina:
Interviene específicamente en la eliminación del amoníaco.
-
Cistina: También
interviene en la desintoxicación, en combinación con los aminoácidos
anteriores. La L - Cistina es muy importante en la síntesis de la
insulina y también en las reacciones de ciertas moléculas a la insulina.
-
Cisteina: Junto con
la L- cistina, la L- Cisteina está implicada en la desintoxicación,
principalmente como antagonista de los
radicales
libres. También contribuye a mantener la salud de los cabellos por
su elevado contenido de azufre
-
Glutamina: Nutriente
cerebral e interviene específicamente en la utilización de la
glucosa
por el cerebro.
-
Acido Glutáminico:
Tiene gran importancia en el funcionamiento del Sistema Nervioso Central
y actúa como estimulante del sistema inmunológico.
-
Glicina: En
combinación con muchos otros aminoácidos, es un componente de numerosos
tejidos del organismo.
-
Histidina: En
combinación con la hormona de crecimiento (HGH) y algunos aminoácidos
asociados, contribuyen al crecimiento y reparación de los tejidos con un
papel específicamente relacionado con el sistema cardio-vascular.
-
Serina: Junto con
algunos aminoácidos mencionados, interviene en la desintoxicación del
organismo, crecimiento muscular, y metabolismo de
grasas y
ácidos grasos.
-
Taurina: Estimula la
Hormona del Crecimiento (HGH) en asociación con otros aminoácidos, esta
implicada en la regulación de la presión sanguínea, fortalece el músculo
cardiaco y vigoriza el sistema nervioso.
-
Tirosina: Es un
neurotransmisor directo y puede ser muy eficaz en el tratamiento de la
depresión, en combinación con otros aminoácidos necesarios.
-
Ornitina: Es
específico para la hormona del Crecimiento (HGH) en asociación con otros
aminoácidos ya mencionados. Al combinarse con la
L-Arginina y con carnitina (que se sintetiza en el organismo, la L-Ornitina tiene una
importante función en el metabolismo del exceso de
grasa corporal.
-
Isoleucina: Función:
Junto con la L-Leucina y la Hormona del Crecimiento intervienen en la
formación y reparación del tejido muscular.
-
Leucina: Función:
Junto con la L-Isoleucina y la Hormona del Crecimiento (HGH) interviene
con la formación y reparación del tejido muscular.
-
Lisina: Función: Es
uno de los más importantes aminoácidos porque, en asociación con varios
aminoácidos más, interviene en diversas funciones, incluyendo el
crecimiento, reparación de tejidos, anticuerpos del sistema inmunológico
y síntesis de hormonas.
-
Metionina: Función:
Colabora en la síntesis de
proteínas y constituye el principal limitante
en las
proteínas de la dieta. El aminoácido limitante determina el
porcentaje de alimento que va a utilizarse a nivel celular.
-
Fenilalanina:
Función: Interviene en la producción del
Colágeno, fundamentalmente en la estructura de la piel y el tejido
conectivo, y también en la formación de diversas neurohormonas.
-
Triptófano: Función:
Está implicado en el crecimiento y en la producción hormonal,
especialmente en la función de las glándulas de secreción adrenal.
También interviene en la síntesis de la
serotonina, neurohormona involucrada en la relajación y el sueño.
(Ver
más del triptófano)
-
Treonina: Función:
Junto con la con la L-Metionina y el ácido Aspártico ayuda al hígado en
sus funciones generales de desintoxicación.
-
Valina: Función:
Estimula el crecimiento y reparación de los tejidos, el mantenimiento de
diversos sistemas y balance de nitrógeno.
-
Prolina: Está
involucrada también en la producción de
colágeno y tiene gran importancia en la reparación y mantenimiento
del músculo y huesos.
En una dieta equilibrada no
es habitual que tengamos deficiencia de ningún aminoácido pero a veces
podemos necesitar un aporte extra como en determinadas enfermedades o en
personas sometidas a sobreesfuerzos físicos pero siempre bajo control
médico.
Atención: Si usted está
enfermo o cree que pudiera estarlo acuda a su médico, solo el puede ofrecerle un
diagnostico y un tratamiento adecuado a su caso.
DOCUMENTACIÓN
Y REFERENCIAS
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