Proteinas globulares

SEGUNDO EXAMEN DE PRIMER PARCIAL (ACTIVIDAD)

¿Qué son las proteínas globulares?

Macromoléculas formadas por cadenas polipeptídicas plegadas de forma compacta en estructuras tridimensionales esféricas o esferoidales.

Proteínas globulares

Tienen forma de pelotita o esfera (como una canica o un globo con agua). Se pueden mover con facilidad y tienen trabajos muy activos, como transportar cosas o ser enzimas.

Proteínas fibrosas

Tienen forma de cuerdas o cables largos (como el colágeno o el pelo) y sirven para dar fuerza y sostén.

Hemoproteína

atrapar oxígeno o transportar energía

Grupo Hemo y el Hierro (Fe2+)

Es una estructura plana (como un plato) llamada protoporfirina IX con un átomo de hierro (Fe2+) justo en el centro.

¿El Hemo siempre hace lo mismo?

No. El grupo hemo hace diferentes trabajos según la proteína en la que esté ubicado

Mioglobina

Se encuentra en el músculo del corazón (cardiaco) y en los músculos del cuerpo (esquelético). Imagina que la mioglobina es un tanque de reserva de oxígeno o un "almacén" dentro del músculo. Cuando haces ejercicio o el músculo trabaja duro y necesita oxígeno rápido, la mioglobina se lo entrega de inmediato para que el músculo no se quede sin energía.

número de cadenas de la hemoglobina

4 cadenas

hélices de la hemoglobina

8 hélices alfa de la A a la H

¿Quién rompe o termina los resortes?

La prolina: Un aminoácido "rígido" que por su forma de anillo no puede seguir la vuelta del resorte y lo rompe.

¿Cómo se acomodan los Aminoácidos? (Regla del chocolate relleno)

adentro apolar no acuoso, afuéra polar acuoso

hemo y las dos histidinas

Histidina Proximal (F8) — "La que sostiene" fijarlo a la proteína

Histidina Distal (E7) — "La guardiana" Se queda cerca para sostener y estabilizar al oxígeno

hemoglobina vive en

globulos rojos (eritrocitos) Funciona como un camión repartidor que toma el oxígeno en los pulmones y lo lleva hasta todos los tejidos del cuerpo.

La forma más abundante en adultos se llama Hemoglobina…

Hemoglobina A

¿cómo esta hecha la hemoglobina?

Tetrámero (4 piezas juntas) La Hemoglobina A (de los adultos) tiene 4 cadenas en total: 2 cadenas Alfa (α) y 2 cadenas Beta (β)

¿Cuántas moléculas de oxígeno puede llevar la mioglobina?

1 molécula

¿Por qué necesitamos Hemoglobina en la sangre?

El oxígeno no se disuelve bien en el agua ni en la sangre. Sin la hemoglobina, el oxígeno no podría viajar en la sangre para llegar a todo el cuerpo. Funciona como un autobús escolar diseñado exclusivamente para transportar oxígeno.

mioglobina donde guarda el oxígeno

en el musculo

¿Qué lleva la hemoglobina?

• Lleva O2​ desde los pulmones hacia los tejidos.

• Recoge dióxido de carbono (CO2​) y protones (H+) de los tejidos y los lleva de regreso a los pulmones para expulsarlos.

• Además, su trabajo se regula por efectores alostéricos (moléculas que le avisan cuándo soltar o agarrar oxígeno).

Estructura Cuaternaria

• Dentro de la misma pareja (α unida con β):

  • Se unen con un pegamento súper fuerte (interacciones hidrófobas).

  • No se separan fácilmente.

• Entre las dos parejas (Dímero 1 unido al Dímero 2):

  • Se unen con un pegamento más suave/flexible (enlaces iónicos y puentes de hidrógeno / enlaces polares).

  • ¿Por qué suave? Para que los dos bloques puedan deslizarse y moverse entre sí cuando la molécula agarra o suelta oxígeno.

Forma tensa

Es la hemoglobina sin oxígeno . Tiene baja afinidad por el oxígeno (le cuesta trabajo agarrarlo porque está "cerrada").

Forma relajada

Hemoglobina llena de oxígeno. Tiene alta afinidad por el oxígeno (se le hace facilísimo agarrar más oxígeno).

¿Cómo cambia de Forma T a Forma R?

el oxígeno jala al hierro hacia el centro del plano del hemo. Ese pequeño tirón mueve toda la cadenita de proteína, rompe los enlaces entre los dímeros y la molécula pasa de Forma T (Tensa) a Forma R (Relajada).

Saturación de Oxígeno

Porcentaje de asientos ocupados por oxígeno. Va de 0% (todos los sitios vacíos) a 100% (todos llenos).

Oximetría de Pulso

Es el aparatito (oxímetro) que te ponen en el dedo. Funciona porque la hemoglobina con oxígeno (oxihemoglobina) y la que no tiene (desoxihemoglobina) absorben la luz de forma diferente.

¿Qué es la P50​ y qué mide?

Es la presión de oxígeno necesaria para llenar la mitad (50%) de la proteína.

P50​ pequeña

Alta afinidad (se le pega fuertísimo el oxígeno y no lo suelta tan fácil).

P50​ grande

Baja afinidad (suelta el oxígeno más rápido).

Mioglobina: P50​≈1 mm Hg

(afinidad súper alta)

Hemoglobina: P50​≈26 mm Hg

(afinidad menor).

Forma de las Curvas mioglobina

→ Curva Hiperbólica (en forma de "L" tumbada) Se llena súper rápido a presiones muy bajas de oxígeno y no lo suelta hasta que el músculo está verdaderamente desesperado por oxígeno.

Curva Sigmoidea (en forma de "S"): HEMOGLOBINA

La curva en forma de "S" tiene un tramo empinado en las zonas de los tejidos (entre 20 y 30 mm Hg), lo que permite que con un pequeño cambio de presión entregue mucho oxígeno donde realmente se necesita.

Unión Cooperativa

• A la hemoglobina le cuesta mucho trabajo agarrar la primera molécula de oxígeno (está en forma T / tensa).

• Pero al entrar el primer oxígeno, la molécula cambia de forma y se facilita la entrada del segundo y del tercero.

• ¡La unión de la cuarta (y última) molécula de oxígeno es 300 veces más fácil que la primera!

Efector alostérico:

El oxígeno actúa como su propio regulador alostérico (se une al hemo y cambia la forma de toda la proteína)

¿Qué son los Efectores Alostéricos?

Son moléculas que no se unen al sitio del hemo, sino a otros sitios diferentes de la hemoglobina, y le dicen a la proteína si debe agarrar o soltar el oxígeno.

4 efectores alostéricos

• Oxígeno (O2​)

• pH (protones / H+)

• Dióxido de carbono (CO2​)

• 2,3-bisfosfoglicerato (2,3-BPG)

ciclo Carga/Descarga de Oxígeno

• En los pulmones: Hay muchísimo oxígeno (pO2​ alta). La hemoglobina se llena de oxígeno (oxihemoglobina) y suelta el dióxido de carbono.

• En los tejidos: Hay poco oxígeno y los músculos están trabajando duro. La hemoglobina suelta el oxígeno para dárselo a las células y recoge el dióxido de carbono (carbaminohemoglobina).

Efecto Bohr

• A menor pH (más ácido) o mayor CO2​, la hemoglobina SUELTA el oxígeno más rápido
  
  

¿De dónde salen los protones (H+) que bajan el pH?

1. Los tejidos activos producen dióxido de carbono (CO2​).

2. La enzima anhidrasa carbónica junta ese CO2​ con agua (H2​O) y forma ácido carbónico (H2​CO3​).

3. Este ácido se rompe solito y libera bicarbonato (HCO3−​) y protones (H+).

4. Esos protones (H+) hacen que la sangre en los tejidos sea un poquito más ácida (pH menor), lo cual le avisa a la hemoglobina: "¡Aquí se necesita oxígeno, suéltalo ya!".

Mecanismo del Efecto Bohr

• Cuando el ambiente se vuelve ácido (muchos H+), unos aminoácidos especiales (histidinas de la hemoglobina) atrapan esos H+ y ganan carga positiva.

• Al cargarse, forman puentes salinos (enlaces iónicos) que "amarran" la molécula en la Forma T (Tensa).

• Al estar amarrada en Forma T, baja la afinidad por el oxígeno y este sale despedido hacia los tejidos.

MÁS ACIDO MAS..

HIDROGENIONES

efecto Bohr

cómo se libera oxígeno PARA los tejidos

Ecuación Simplificada del Efecto Bohr

HbO2​+H+⇌HbH+O2​

¿Qué es el 2,3-BPG y dónde nace?

• ¿Qué es? Es una molécula muy abundante en los glóbulos rojos que tiene cargas negativas.

• Origen: Se fabrica como un producto secundario durante la glucólisis (el proceso de romper glucosa para obtener energía).

¿Cómo funciona el 2,3-BPG?

• El ejemplo simple: Imagina que la hemoglobina desoxigenada tiene un "huequito" o cueva en el centro. El 2,3-BPG actúa como una cuña o candado que se mete en esa cueva y traba a la molécula en la Forma T (Tensa) para que no agarre oxígeno y suelte todo el O2​ a los tejidos.

• ¿Dónde se mete exactamente? En una cavidad rodeada por las dos cadenas Beta (β).

• Atracción de cargas: Como el 2,3-BPG es muy negativo, la cueva tiene aminoácidos positivos que lo atraen como imanes para formar enlaces iónicos (puentes salinos).

Efecto en la Curva de Disociación

• El 2,3-BPG disminuye la afinidad por el oxígeno.

• Desplaza la curva de disociación hacia la DERECHA.

• Sin 2,3-BPG: La hemoglobina ataría el oxígeno tan fuerte que no se lo entregaría a ningún tejido del cuerpo.

¿Cuándo aumentan los niveles de 2,3-BPG en el cuerpo?

El cuerpo fabrica MÁS 2,3-BPG en situaciones donde falta oxígeno para obligar a la hemoglobina a soltar el poco oxígeno que lleva:

1. Alturas elevadas: Cuando subes una montaña muy alta donde el aire es "raro" y hay poco oxígeno.

2. Hipoxia crónica / EPOC: En personas con enfermedades pulmonares (como enfisema).

3. Anemia crónica: Cuando hay muy pocos glóbulos rojos circulando en la sangre.

El 2,3-BPG en la Sangre Transfundida

• El problema: Cuando la sangre se almacena en el banco de sangre por mucho tiempo, el 2,3-BPG se degrada y desaparece.

• Consecuencia: Sin 2,3-BPG, la hemoglobina se vuelve una "trampa de oxígeno": agarra el O2​, pero no lo sueltaa los tejidos.

• Solución: A la sangre almacenada se le agregan soluciones de rejuvenecimiento para devolverle el 2,3-BPG y el ATP antes de transfundirla.

Transporte de CO2​ como Carbaminohemoglobina

• Aunque la mayor parte del CO2​ viaja como bicarbonato disuelto, una parte se pega directamente a los extremos amino de la proteína de la hemoglobina.

• Esta unión forma la carbaminohemoglobina.

• Efecto: Estabiliza la Forma T (Tensa), haciendo que la curva se mueva a la DERECHA y liberando más O2​ en los tejidos. En los pulmones, el CO2​ se despega y se exhala.

Envenenamiento por Monóxido de Carbono.

La hemoglobina no entrega el oxígeno a los tejidos, causando hipoxia tisular (asfixia a nivel celular).

Óxido Nítrico (NO)

• La hemoglobina también transporta óxido nítrico (NO).

• El NO es un potente vasodilatador (abre y dilata los vasos sanguíneos), ayudando a regular el flujo de sangre.

HbA (Adulto mayoritaria):

α2​β2​ (≈90%-95% en adultos).

HbF (Fetal):

α2​γ2​ (Principal en el feto y recién nacido).

HbA2​ (Adulto minoritaria):

α2​δ2​ (≈2% en adultos).

Hemoglobina Fetal (HbF)

• .primer mes (Saco vitelino): Hemoglobinas embrionarias (como Hb Gower 1: ζ2​ϵ2​).

• 5.ª semana en adelante: El hígado y la médula ósea empiezan a sintetizar HbF (α2​γ2​).

• 8.º mes de embarazo: Empieza a formarse la HbA y reemplaza progresivamente a la HbF.

• ¿Por qué la HbF tiene MÁS afinidad por el oxígeno que la HbA?

  • Las cadenas gamma (γ) de la HbF carecen de aminoácidos positivos en la cueva central, por lo que el 2,3-BPG se une muy débilmente.

  • Efecto práctico: Como no hay 2,3-BPG estorbando, la HbF atrapa el oxígeno con más fuerza, permitiéndole "robarle" o transferir el oxígeno de la sangre de la mamá al bebé a través de la placenta.

Hemoglobina A2​ (HbA2​)

• Compuesta por dos cadenas alfa y dos delta (α2​δ2​).

• Aparece poco antes del nacimiento y representa solo cerca del 2% de la hemoglobina total en el adulto normal.

Hemoglobina Glucosilada (HbA1c​)

• ¿Qué es? Es la hemoglobina normal (HbA) unida a glucosa. Se forma de manera lenta y no enzimática (sin ayuda de enzimas).

• Importancia clínica: Cuanta más glucosa haya flotando en la sangre, más se le "pega" a la hemoglobina.

• Regla clínica: Como el glóbulo rojo vive unos 120 días, medir la HbA1c​ funciona como una "cámara de seguridad" que le dice al médico los niveles promedio de glucosa del paciente en los últimos 2 a 3 meses (clave para el diagnóstico y control de la Diabetes Mellitus).

• Familia Génica Alfa (α):

• Ubicación: Cromosoma 16.

• Integrantes:

  • Gene ζ (Zeta): Se usa solo en el embrión temprano (para formar la Hb Gower 1).

  • Genes α1​ y α2​: Dos copias del gen alfa que funcionan toda la vida.

• Familia Génica Beta (β):

• Ubicación: Cromosoma 11.

• Integrantes:

  • Gene ϵ (Épsilon): Para la hemoglobina del embrión.

  • Genes γ (Gamma - Gγ​ y Aγ​): Para la hemoglobina fetal (HbF).

  • Gene δ (Delta): Para la hemoglobina menor del adulto (HbA2​).

  • Gene β (Beta): Para la hemoglobina principal del adulto (HbA).

¿Qué es un Seudogén?

Un seudogén es una copia de un gen que sufrió mutaciones y ya no funciona; la célula lo ignora y no produce ninguna proteína a partir de él.

Etapas en la síntesis de globina

• Transcripción (en el núcleo): El ADN se copia a un precursor de ARNm.

• Splicing / Corte y empalme: El precursor de ARNm tiene partes útiles y partes inservibles:

  • Intrones: Trozos "basura" o no codificantes que se cortan y se tiran (hay 2 intrones).

  • Exones: Trozos con la información real que se unen para formar el ARNm maduro (hay 3 exones).

• Traducción (en el citosol): El ARNm maduro sale del núcleo y los ribosomas lo leen para armar la cadena de globina.

¿Qué son las Hemoglobinopatías?

trastornos genéticos causados por la producción de una molécula de hemoglobina estructuralmente anormal,

• Cualitativas (de mala calidad): La hemoglobina está mal hecha porque tiene un aminoácido cambiado (ejemplos: Anemia de células falciformes / HbS, HbC, HbSC).

• Cuantitativas (poca cantidad): La hemoglobina está bien hecha, pero se produce en menor cantidad de la normal (ejemplo: las Talasemias).

Anemia de Células Falciformes (HbS)

• Causa genética: Es una mutación puntual (un solo cambio en la secuencia de nucleótidos) en el gen de la globina β.

• Herencia: Es autosómica recesiva (se necesitan 2 genes mutados, uno de cada papá, para enfermar).

• ¿Por qué los bebés no tienen síntomas al nacer? Porque los primeros meses de vida tienen mucha HbF (fetal) que los protege. Los síntomas empiezan cuando la HbF se reemplaza por la HbS mutada.

Características y síntomas clave de la Anemia Falciforme

eritrocito vive

120 días (4 meses)

eritrocito con HbS vive menos de 20 días (causa anemia hemolítica).

anemia falciforme

• Síntomas principales:

  • Crisis de dolor e infecciones frecuentes.

  • Ictericia / hiperbilirrubinemia (ojos y piel amarillos por la destrucción de eritrocitos).

  • Síndrome torácico agudo, problemas en bazo, riñones y huesos.

• Rasgo falciforme (Heterocigotos): Quienes heredan solo 1 gen mutado y 1 sano no desarrollan la enfermedad completa (tienen células normales y algunas con HbS).

La mutación en la cadena β de la HbS

Factores que aumentan la formación de células falciformes (falciformación)

• Disminución de pO2​ (hipoxia).

• Aumento de pCO2​.

• Disminución del pH (acidosis).

• Aumento de 2,3-BPG.

• Deshidratación (concentra la HbS dentro del eritrocito).

Ventaja heterocigótica (El rasgo falciforme y el paludismo

• Protección contra la malaria: Los individuos heterocigotos para HbS (que heredan un gen normal y uno mutado) son menos propensos a desarrollar formas graves de paludismo causado por Plasmodium falciparum.

• Mecanismo: Como los glóbulos rojos infectados o con HbS tienen un tiempo de vida más corto y se destruyen más rápido, el parásito no logra completar adecuadamente su ciclo de desarrollo intracelular.

• Importancia evolutiva: Esto explica por qué la mutación se mantiene con alta frecuencia en poblaciones de origen africano o en regiones donde la malaria es una causa importante de mortalidad.

Enfermedad de la Hemoglobina C (HbC)

• Mutación específica: Cambio puntual en la posición 6 de la cadena β-globina, donde el glutamato es sustituido por lisina (un aminoácido con carga positiva).

• Propiedad electroforética: Al ganar una carga positiva, la HbC es la hemoglobina que avanza de forma más lenta hacia el ánodo en electroforesis a pH alcalino (HbA>HbS>HbC).

• Cuadro clínico: Los homocigotos para HbC presentan una anemia hemolítica crónica leve. No experimentan las crisis vasooclusivas/infartos dolorosos característicos de la HbS ni requieren un tratamiento específico.

Enfermedad de la Hemoglobina SC (HbSC)

Definición: Es una enfermedad drepanocítica en la que el paciente es heterocigoto compuesto (tiene dos alleles mutados diferentes en la globina β: un gen para HbS y un gen para HbC).

Metahemoglobinemias

Alteración molecular: Ocurre por la oxidación del hierro del hemo, pasando de estado ferroso (Fe2+) a estado férrico (Fe3+). La metahemoglobina no puede unir oxígeno. Piel y mucosas azuladas con sangre venosa de color marrón/oscuro), cefalea, ansiedad, disnea y, en casos graves, coma y muerte. Tratamiento: Azul de metileno (actúa reduciendo el Fe3+ de vuelta a Fe2+).

Introducción a las Talasemias y β-Talasemia

• Mecanismo: La síntesis de cadenas β está disminuida o ausente (usualmente por mutaciones puntuales en el ARNm), mientras que la síntesis de cadenas α continúa normal.

• Consecuencia: Las cadenas α en exceso no pueden formar tetrámeros estables y precipitan dentro de los eritrocitos, causando su destrucción prematura (hemólisis) y eritropoyesis ineficaz.

β-Talasemia menor (rasgo):

1 gen defectuoso. El paciente sintetiza algo de cadena β; suele ser asintomático y no requiere tratamiento específico.

β-Talasemia mayor (Anemia de Cooley):

2 genes defectuosos. Sintomatología grave (anemia severa, cambios óseos por hematopoyesis extramedular). Tratamiento: Transfusiones sanguíneas frecuentes (requieren terapia de quelación para evitar la sobrecarga de hierro) y trasplante de células madre hematopoyéticas como única cura definitiva.

Clasificación según los genes defectuosos: 1-4

Portador "silencioso"Asintomático.

Clasificación según los genes defectuosos: 2-4

Rasgo de α-talasemiaAnemia leve, generalmente asintomática.

Clasificación según los genes defectuosos:3-4

Enfermedad de HbHAnemia hemolítica moderada a severa. Se forman tetrámeros β4​ (HbH).

Clasificación según los genes defectuosos:4-4

Hb de Bart / Hidropesía fetalIncompatible con la vida. Se forman tetrámeros γ4​ (Hb de Bart); produce óbito fetal ya que la cadena α es indispensable para la HbF.