ملاحظات

Las proteínas son moléculas grandes y complejas que desempeñan muchas funciones críticas en el organismo. Realizan la mayor parte del trabajo en las células y son necesarias para la estructura, función y regulación de los tejidos y órganos del cuerpo.

Las proteínas están formadas por cientos o miles de unidades más pequeñas llamadas aminoácidos, que se unen entre sí en largas cadenas. Hay 20 tipos diferentes de aminoácidos que pueden combinarse para formar una proteína. La secuencia de aminoácidos determina la estructura tridimensional única de cada proteína y su función específica. Los aminoácidos están codificados por combinaciones de tres bloques de construcción de ADN (nucleótidos), determinados por la secuencia de los genes.

Transporte activo secundario

SDS-PAGEEn el SDS-PAGE, el gel se echa en un tampón que contiene dodecil sulfato de sodio (SDS), un detergente aniónico. El SDS desnaturaliza las proteínas envolviendo el esqueleto polipeptídico. Al calentar la muestra de proteína entre 70-100°C en presencia de un exceso de SDS y de reactivo tiol, los enlaces disulfuro se rompen y la proteína se disocia completamente en sus subunidades. En estas condiciones, la mayoría de los polipéptidos se unen al SDS en una proporción de peso constante (1,4 g de SDS:1 g de polipéptido). Las cargas intrínsecas del polipéptido son insignificantes en comparación con las cargas negativas aportadas por el detergente unido, de modo que los complejos SDS-polipéptido tienen esencialmente la misma carga negativa y la misma forma. Por consiguiente, las proteínas migran a través del gel estrictamente según el tamaño del polipéptido, con muy poco efecto de las diferencias de composición. La simplicidad y la rapidez de este método, además del hecho de que sólo se requieren cantidades de microgramos de proteína, han hecho que el SDS-PAGE sea el método más utilizado para la determinación de la masa molecular en una muestra de polipéptidos. Las proteínas de casi cualquier fuente son fácilmente solubilizadas por el SDS, por lo que el método es generalmente aplicable. Cuando un conjunto de proteínas de masa conocida se ejecuta junto a las muestras en el mismo gel, proporcionan una referencia por la cual la masa de las proteínas de la muestra puede ser determinada. Estos conjuntos de proteínas de referencia se denominan marcadores de masa o marcadores de peso molecular (marcadores MW), escalas de proteínas o estándares de tamaño, y están disponibles comercialmente en varias formas.

Transporte activo y pasivo

Hay algo sospechoso en el cubito de hielo de tu congelador: ¿cómo ha recogido esos olores de la comida? ¿Cómo se reduce la hinchazón de un tobillo torcido con sal de Epsom? La respuesta a estas preguntas está relacionada con los fenómenos de transporte atómico y molecular, otro modo de movimiento de los fluidos. Los átomos y las moléculas están en constante movimiento a cualquier temperatura. En los fluidos se mueven de forma aleatoria incluso en ausencia de flujo macroscópico. Este movimiento se denomina paseo aleatorio y se ilustra en la figura 1. La difusión es el movimiento de las sustancias debido al movimiento térmico molecular aleatorio. Los fluidos, como los vapores de pescado o los olores que entran en los cubos de hielo, pueden incluso difundirse a través de los sólidos.

La difusión es un proceso lento en distancias macroscópicas. Las densidades de los materiales comunes son lo suficientemente grandes como para que las moléculas no puedan viajar muy lejos antes de tener una colisión que pueda dispersarlas en cualquier dirección, incluso hacia atrás. Se puede demostrar que la distancia media que recorre una molécula es proporcional a la raíz cuadrada del tiempo:

Transporte celular

Uno de los procesos más omnipresentes que sirve de escala de tiempo de referencia para todos los demás procesos en las células es el de la difusión. Las moléculas están inmersas en una danza incesante y caótica, tal y como la caracterizó detalladamente el botánico Robert Brown en su trabajo con el impresionante título de “Breve relato de las observaciones microscópicas realizadas en los meses de junio, julio y agosto de 1827 sobre las partículas contenidas en el polen de las plantas y sobre la existencia general de moléculas activas en los cuerpos orgánicos e inorgánicos”.    El tema de este trabajo ha sido canonizado como movimiento browniano en honor a las seminales y cuidadosas mediciones de Brown sobre los movimientos que llevan su nombre. Como él mismo observó, la difusión se refiere a los movimientos aleatorios que sufren los objetos a pequeña escala como resultado de sus colisiones con las moléculas que componen el medio circundante.

Figura 2: Estimación de la escala de tiempo para atravesar una célula por difusión. Suponemos un coeficiente de difusión característico para una proteína monomérica de 30 kDa. A mayor masa molecular hay una reducción de aproximadamente un orden de magnitud, como se muestra en la Tabla 1, y las escalas de tiempo aumentarán en el mismo factor. La constante de difusión de la proteína utilizada para estimar las escalas de tiempo dentro de las células tiene en cuenta una reducción de un orden de magnitud en la constante de difusión en la célula en relación con su valor en el agua. El factor 6 en el denominador de la ecuación para τ se aplica a la difusión en tres dimensiones. En los casos bidimensionales o unidimensionales, debe sustituirse por 4 o 2, respectivamente. La distancia característica de las células de mamíferos se toma como 20 μm, característica de las células adherentes que se extienden.