Desnaturalización

En el Desnaturalización Las biomoléculas como las proteínas y los ácidos nucleicos pierden su actividad biológica debido a cambios estructurales. Sin embargo, se conserva la estructura primaria de las biomoléculas. Existen procesos de desnaturalización tanto necesarios como dañinos en el cuerpo.

¿Qué es la desnaturalización?

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, la desnaturalización es causada por ácidos, álcalis, caótropos, detergentes, alcohol u otros compuestos.

A pesar de estos cambios estructurales, sin embargo, se mantiene la estructura primaria. La estructura primaria se caracteriza por la secuencia de los aminoácidos en las proteínas o las bases nitrogenadas en los ácidos nucleicos. La estructura secundaria describe el plegamiento de biomoléculas a través de la influencia de enlaces de hidrógeno, interacciones polares, enlaces iónicos e interacciones hidrofóbicas. Aparte de la formación de puentes disulfuro entre varios aminoácidos que contienen azufre, los otros enlaces covalentes no se modifican.

En la estructura terciaria, las estructuras espaciales se forman dentro de una cadena de biomoléculas a través de los pliegues. La estructura cuaternaria se caracteriza por la formación de estructuras espaciales con varias cadenas. Las proteínas y los ácidos nucleicos desarrollan su actividad biológica sólo mediante la formación de la estructura secundaria, terciaria y cuaternaria.

En caso de desnaturalización, estas estructuras se destruyen por la disolución de los enlaces físicos entre los grupos atómicos individuales y el enlace químico dentro de los grupos disulfuro. Aunque se conserva la estructura primaria, se pierde la actividad biológica.

Constantemente se producen desnaturalizaciones tanto dentro como fuera del cuerpo. Un ejemplo típico de desnaturalización es el endurecimiento del huevo durante la cocción. La mayoría de las desnaturalizaciones son irreversibles. Pero también pueden ser reversibles.

Función y tarea

La desnaturalización es una ocurrencia constante en organismos animales y humanos. Las proteínas alimentarias deben prepararse primero para su división química en los aminoácidos individuales. Esto no es posible sin la exposición de las estructuras secundarias, terciarias o cuaternarias. Las peptidasas solo pueden activarse cuando se despliega la cadena de proteínas.

En el estómago, las proteínas alimentarias se desnaturalizan debido a la influencia del ácido gástrico. Después de pasar por el portero gástrico, el quimo preparado se descompone químicamente por las enzimas digestivas del páncreas. Los carbohidratos, las grasas y las proteínas se descomponen en los correspondientes monómeros. Bajo la influencia de las peptidasas, las proteínas alimentarias desnaturalizadas se transforman en aminoácidos individuales, que se convierten en las propias proteínas del cuerpo.

El agente de desnaturalización en el estómago es el ácido gástrico, que consiste principalmente en ácido clorhídrico. Sin embargo, el ácido gástrico no solo descompone las proteínas alimentarias. También destruye muchos de los patógenos ingeridos con los alimentos mediante la desnaturalización.

La desnaturalización de proteínas y ácidos nucleicos también juega un papel importante en el sistema inmunológico. Los llamados macrófagos absorben y disuelven las partículas de proteínas extrañas (gérmenes) y las células del cuerpo enfermas o muertas. Se digieren en los llamados lisosomas.Los lisosomas son orgánulos celulares que descomponen sustancias extrañas y las propias sustancias del cuerpo con la ayuda de enzimas. 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 descomponen mediante enzimas digestivas.

Además, a menudo se producen temperaturas elevadas durante una infección. En el caso de la fiebre, los gérmenes sensibles también mueren por desnaturalización debido al efecto del calor.

Los lisosomas no solo están contenidos en los macrófagos, sino también en todas las demás células del cuerpo, porque en cada célula los productos de desecho inutilizables y los componentes proteicos deben ser digeridos. Los procesos de desnaturalización descritos hasta ahora son vitales para el organismo.

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Enfermedades y dolencias

Sin embargo, también existen procesos patológicos relacionados con las desnaturalizaciones que tienen lugar dentro del cuerpo. En el caso de las infecciones, la fiebre no solo mata los gérmenes, porque las altas temperaturas a largo plazo también pueden destruir las propias proteínas del cuerpo. Esto se aplica particularmente a las enzimas muy sensibles. Si la temperatura corporal supera los 40 grados durante mucho tiempo, muchas enzimas se vuelven ineficaces. Por tanto, una fiebre muy alta es potencialmente mortal para el organismo. Sin embargo, si la temperatura alta vuelve a bajar dentro de las seis horas, el daño aún es reversible.

La desnaturalización de las proteínas también se debe a la influencia de metales pesados. Los metales pesados ​​pueden formar complejos con las proteínas. Esto cambia sus estructuras terciarias y cuaternarias. Aquí también las enzimas se ven especialmente afectadas. Por tanto, las acumulaciones de metales pesados ​​en el organismo provocan enfermedades crónicas graves y, en ocasiones, mortales.

En el caso de quemaduras químicas con ácidos o bases, también se trata de la desnaturalización de las proteínas del propio organismo en la piel. La muerte del tejido afectado inicia procesos inflamatorios que provocan picazón y reacciones cutáneas graves. Además, las quemaduras provocan la desnaturalización de las proteínas del propio cuerpo en la piel y el tejido conectivo.

El sangrado abundante a menudo se trata con electricidad de alta frecuencia en medicina. La temperatura del tejido se calienta brevemente hasta 80 grados. Como resultado, la proteína tisular y las fibras del tejido conectivo se coagulan. Para que la herida se pueda cerrar con eficacia.

Muchas enfermedades de la vejez también están asociadas con cambios en la estructura secundaria y terciaria de las proteínas. Aunque en estos casos no existe una desnaturalización completa, se producen pliegues y placas, entre otras cosas. Un ejemplo bien conocido son las placas seniles en pacientes con Alzheimer. Las placas seniles son depósitos de proteínas en el cerebro que están formados por pliegues en la estructura terciaria. Sin embargo, aún no se conocen las causas de este proceso. También se analiza la influencia del aluminio en los cambios estructurales de la proteína de rocío.