De la glicina a la histidina: reconoce los veinte aminoácidos habituales de las proteínas por sus abreviaturas y cadenas laterales. Después, compara los nueve esenciales y practica cómo se forma y se lee un péptido.
¿Qué es un aminoácido?
Un aminoácido es un compuesto con un grupo amino y un grupo carboxilo. En los alfa-aminoácidos de esta colección, ambos se relacionan con el carbono alfa, situado junto al carbono del carboxilo. El enlace peptídico no une estos grupos dentro de un aminoácido: une residuos de aminoácidos diferentes.
Los veinte de la lista son el repertorio común que se estudia para las proteínas. No son todos los aminoácidos existentes. Por ejemplo, la beta-alanina tiene el amino en otra posición; la selenocisteína contiene selenio y queda fuera de este conjunto de veinte.
En las fórmulas de las fichas, R representa la cadena lateral. Se indica cuándo una fórmula omite cargas para mostrar los enlaces; la protonación real depende del pH. Los grupos se usan para comparar, no como compartimentos excluyentes.
Cadenas hidrocarbonadas y casos particulares
EJEMPLO 01
Alanina
Ala · A · cadena lateral pequeña
Su grupo R es –CH₃. Compararla con glicina permite ver cómo cambia un aminoácido al sustituir un hidrógeno lateral por un metilo.
Para distinguirlo: A es el símbolo de una letra; Ala es el de tres. No representan dos sustancias distintas. [1][2]
EJEMPLO 02
Valina
Val · V · cadena ramificada
Su grupo R es –CH(CH₃)₂: la cadena lateral se ramifica en dos grupos metilo. Es uno de los nueve aminoácidos esenciales humanos.
Para distinguirlo: Ramificada describe la estructura; esencial describe una necesidad nutricional. Son criterios diferentes. [1][4]
EJEMPLO 03
Leucina
Leu · L · cadena ramificada
Su cadena lateral es –CH₂–CH(CH₃)₂. El grupo CH₂ separa el carbono alfa del punto de ramificación.
Para distinguirlo: Leucina e isoleucina tienen la misma fórmula molecular, pero distinta disposición de los enlaces. [1]
EJEMPLO 04
Isoleucina
Ile · I · cadena ramificada
Su grupo R es –CH(CH₃)–CH₂–CH₃. La ramificación aparece junto al carbono alfa, a diferencia de la leucina.
Para distinguirlo: El nombre «iso» no significa que sea una forma idéntica de leucina: son isómeros distintos. [1]
EJEMPLO 05
Prolina
Pro · P · estructura cíclica
Su cadena lateral se cierra sobre el nitrógeno y forma un anillo de cinco miembros. Esto restringe la libertad de movimiento del esqueleto peptídico.
Para distinguirlo: En la forma sin cargas, su grupo amino es secundario, –NH–; no encaja sin ajustes en el dibujo habitual con –NH₂. [1][3]
EJEMPLO 06
Metionina
Met · M · cadena con azufre
Su grupo R es –CH₂–CH₂–S–CH₃. El azufre queda entre dos carbonos: es un tioéter.
Para distinguirlo: No posee el grupo –SH de la cisteína; contener azufre no basta para formar un puente disulfuro de la misma manera. [1]
EJEMPLO 07
Fenilalanina
Phe · F · anillo aromático
Su cadena lateral –CH₂–C₆H₅ contiene un anillo de benceno. Ese grupo permite compararla con la tirosina.
Para distinguirlo: Fenilalanina y tirosina son aromáticas, pero la tirosina añade un grupo OH al anillo. [1]
EJEMPLO 08
Triptófano
Trp · W · sistema aromático con nitrógeno
La cadena lateral contiene un grupo indol: dos anillos fusionados, uno de ellos con nitrógeno.
Para distinguirlo: Su símbolo es W, no T; T corresponde a treonina. [1][2]
EJEMPLO 09
Glicina
Gly · G · el grupo R es un hidrógeno
La glicina tiene R = H. Su carbono alfa está unido a dos hidrógenos, por lo que no es un centro quiral.
Para distinguirlo: Es la excepción a la quiralidad del carbono alfa entre los veinte aminoácidos comunes. [1][3]
Cadenas laterales con grupos polares
EJEMPLO 10
Serina
Ser · S · cadena lateral con hidroxilo
Su grupo R es –CH₂–OH. El grupo hidroxilo aporta polaridad y permite interacciones mediante puentes de hidrógeno.
Para distinguirlo: La clasificación se refiere a la cadena lateral; no elimina los grupos ionizables del resto del aminoácido. [1][3]
EJEMPLO 11
Treonina
Thr · T · hidroxilo y metilo
Su cadena lateral es –CH(OH)–CH₃. Comparte el OH con serina, pero tiene un carbono adicional.
Para distinguirlo: Thr es treonina; Trp es triptófano. Las abreviaturas deben leerse completas. [1][2]
EJEMPLO 12
Cisteína
Cys · C · grupo tiol
Su cadena lateral –CH₂–SH contiene un tiol. Dos residuos de cisteína pueden enlazarse por un puente disulfuro, –S–S–, al oxidarse.
Para distinguirlo: No todas las cisteínas de una proteína forman disulfuros. La unión de dos cisteínas por este enlace se denomina cistina. [1][5]
EJEMPLO 13
Asparagina
Asn · N · cadena lateral con amida
Su grupo R es –CH₂–CONH₂. La amida es polar y normalmente no lleva carga neta cerca de pH neutro.
Para distinguirlo: Asn no es Asp: asparagina y ácido aspártico tienen grupos laterales diferentes. [1][3]
EJEMPLO 14
Glutamina
Gln · Q · amida con un CH₂ adicional
Su cadena lateral –CH₂–CH₂–CONH₂ contiene un grupo amida. Tiene un CH₂ más que la asparagina.
Para distinguirlo: Gln es glutamina; Glu es ácido glutámico. Una letra cambia la identidad de la molécula. [1][2]
EJEMPLO 15
Tirosina
Tyr · Y · anillo aromático con OH
El grupo R es –CH₂–C₆H₄–OH, con el OH en posición para. Combina un anillo aromático y un grupo fenólico.
Para distinguirlo: «Aromático» y «polar» no son categorías necesariamente excluyentes. [1]
Aspartato y glutamato
EJEMPLO 16
Ácido aspártico o aspartato
Asp · D · grupo lateral ácido
En la representación sin cargas, R es –CH₂–COOH. Cerca de pH neutro, ese grupo lateral está mayoritariamente como –CH₂–COO⁻.
Para distinguirlo: Aspartato designa la forma desprotonada; asparagina, con amida, es otra sustancia. [1][3]
EJEMPLO 17
Ácido glutámico o glutamato
Glu · E · grupo lateral ácido
Su cadena lateral contiene dos CH₂ antes del grupo carboxilo: –CH₂–CH₂–COOH. Cerca de pH neutro predomina el carboxilato lateral.
Para distinguirlo: Comparado con aspartato, tiene un CH₂ adicional; comparado con glutamina, cambia carboxilo por amida. [1][3]
Lisina, arginina e histidina
EJEMPLO 18
Lisina
Lys · K · grupo lateral básico
Su cadena lateral termina en un grupo amino: –(CH₂)₄–NH₂ en la forma sin cargas. Cerca de pH neutro suele estar protonado, –NH₃⁺.
Para distinguirlo: El símbolo K corresponde a lisina; la letra L se reserva para leucina. [1][2][3]
EJEMPLO 19
Arginina
Arg · R · grupo guanidinio
Su cadena lateral contiene un grupo guanidinio que suele tener carga positiva cerca de pH neutro.
Para distinguirlo: Arginina se escribe con «i». Su grupo lateral no es el mismo grupo amino terminal de la lisina. [1][3]
EJEMPLO 20
Histidina
His · H · anillo imidazol
Su cadena lateral contiene un imidazol que puede aceptar o ceder protones. El estado de carga depende del pH y del entorno molecular.
Para distinguirlo: Es uno de los nueve esenciales. No debe representarse como siempre positiva a pH fisiológico. [1][4][8]
Fórmula general y carga: dos formas de dibujarlos
Esquema sin cargas:
H₂N–CH(R)–COOH
Forma dipolar de un aminoácido libre con R neutro, cerca de pH neutro:
⁺H₃N–CH(R)–COO⁻
Carbono alfa: se une al nitrógeno, al carboxilo, a H y a R en el esquema general.
R: cambia entre aminoácidos. No siempre es un grupo alquilo: puede ser H, contener un anillo o incorporar oxígeno, nitrógeno o azufre.
Glicina: R = H; el carbono alfa tiene dos hidrógenos.
Prolina: la cadena lateral también se enlaza al nitrógeno; el anillo exige adaptar el esquema.
La forma dipolar o zwitterión lleva cargas de signos opuestos. «Cadena lateral sin carga» no significa «molécula sin grupos cargados». Aspartato, glutamato, lisina y arginina añaden grupos laterales ionizables; no se calcula su carga mirando solo el esqueleto común.
Si R = CH₃ y usamos la forma mayoritaria cerca de pH neutro, el grupo amino aporta +1 y el carboxilato −1. La cadena lateral no añade carga. La suma formal es +1 − 1 = 0, aunque la molécula tenga dos grupos cargados.
Este cálculo no describe todos los pH. En medio más ácido o más básico cambian las proporciones de las formas protonadas y desprotonadas.
En humanos, los esenciales deben obtenerse de la alimentación porque el organismo no los sintetiza en cantidad suficiente. Son histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina.
No esencial no significa prescindible: el cuerpo lo necesita, pero puede sintetizarlo. Algunos, como arginina o glutamina, pueden ser condicionalmente esenciales cuando la síntesis no cubre la demanda en determinadas circunstancias. Esta clasificación no es una recomendación de suplementos.
Para representar el balance de una condensación, dibujamos las formas sin cargas. El producto es el dipéptido glicilalanina.
H₂N–CH₂–COOH + H₂N–CH(CH₃)–COOH
→ H₂N–CH₂–CO–NH–CH(CH₃)–COOH + H₂O
Identifica los grupos: el carboxilo de la glicina y el amino de la alanina.
Localiza la unión: el fragmento –CO–NH– contiene el enlace peptídico entre el carbono del carbonilo y el nitrógeno.
Comprueba el balance: dos aminoácidos dan un dipéptido y una molécula de agua en este esquema.
Lee de N a C: Gly–Ala empieza por el residuo de glicina y termina por el de alanina. Ala–Gly tiene el orden inverso y es otro dipéptido.
Es un balance didáctico, no una instrucción para mezclar aminoácidos y obtener proteínas. La síntesis celular utiliza aminoácidos unidos a ARN de transferencia y la maquinaria del ribosoma.
Una cadena lineal simple de n residuos tiene n − 1 enlaces peptídicos. Gly–Ala tiene dos residuos y un enlace; Gly–Ala–Ser, tres residuos y dos enlaces. En cadenas cíclicas o modificadas hay que revisar la estructura concreta.
Los extremos de una cadena lineal no modificada se llaman N-terminal y C-terminal. La rotación del enlace peptídico está restringida por su carácter parcial de doble enlace; eso no inmoviliza toda la cadena.
La secuencia influye en el plegamiento y la función. Participan interacciones hidrófobas, puentes de hidrógeno, interacciones entre grupos cargados y, cuando existen, disulfuros entre cisteínas. Las chaperonas ayudan a algunas proteínas a plegarse correctamente.
No se explica la resistencia de tendones o cartílagos diciendo que tienen «aminoácidos duros». Importan la secuencia, la organización y las interacciones de proteínas como el colágeno con otros componentes del tejido. Una proteína puede contener una cadena o varias; una cadena larga no queda caracterizada solo por llamarla polipéptido.
Las proteínas de carne de res, huevos, lácteos, espelta, soya y quinoa contienen aminoácidos. Son alimentos, no aminoácidos individuales. Su digestión permite obtener materiales que el organismo utiliza para construir sus propias proteínas y otras moléculas.
La calidad proteica no se determina solo por encontrar los nueve esenciales en una lista de ingredientes. Se evalúan sus proporciones respecto a un patrón y su digestibilidad. Para valorar cuánto aporta una comida también importa la cantidad consumida. Por eso no se atribuye la misma calidad a los seis alimentos por el mero hecho de contener proteínas.
[4][7]La carne contiene proteínas formadas por aminoácidos. La fotografía no permite medir su composición ni las cantidades de cada aminoácido.
Ocho ejercicios para practicar
¿Qué diferencia de grupo R hay entre glicina y alanina?
¿Qué representan Asn y Asp?
¿Cuántos aminoácidos esenciales se reconocen habitualmente en humanos y cuál falta en una lista de ocho?
¿Por qué la prolina necesita un dibujo diferente?
¿«Cadena lateral sin carga» significa que el aminoácido libre no tiene cargas?
¿Cuántos enlaces peptídicos tiene Gly–Ala–Ser, una cadena lineal sin modificaciones?
¿Gly–Ala y Ala–Gly son el mismo dipéptido?
¿Que un alimento contenga los nueve esenciales basta para asegurar su calidad proteica?
Ver respuestas explicadas
Glicina tiene R = H; alanina tiene R = CH₃.
Asn es asparagina, con una amida lateral; Asp es ácido aspártico/aspartato, con un carboxilo/carboxilato lateral.
Nueve; la histidina también es esencial.
Su cadena lateral cierra un anillo sobre el nitrógeno, que corresponde a una amina secundaria en la forma sin cargas.
No. Cerca de pH neutro puede tener NH₃⁺ y COO⁻ en el esqueleto, aunque el grupo R sea neutro.
Dos: tres residuos unidos consecutivamente requieren dos enlaces peptídicos.
No. Tienen los mismos tipos de residuos, pero en distinto orden de N a C.
No. También importan las proporciones respecto a un patrón y la digestibilidad; para el aporte total, además, la cantidad consumida.
Errores frecuentes
Decir que solo existen veinte aminoácidos. Son los veinte comunes de esta colección; hay otros.
Olvidar la histidina entre los esenciales. La lista habitual humana contiene nueve.
Confundir el enlace peptídico con los enlaces del carbono alfa. El peptídico une residuos sucesivos.
Tratar R siempre como un alquilo. Glicina, serina y fenilalanina muestran variantes distintas.
Confundir Asn/Asp o Gln/Glu. Amida y carboxilato no son el mismo grupo.
Confundir carga lateral con carga total. También cuentan los grupos del esqueleto y el pH.
Leer una secuencia sin respetar el orden. Gly–Ala y Ala–Gly son diferentes.
Llamar terciaria a la unión de varias cadenas. Esa organización se describe como cuaternaria.