Las proteínas son grandes biomoléculas y macromoléculas que comprenden una o más cadenas largas de residuos de aminoácidos . Las proteínas realizan una amplia gama de funciones dentro de los organismos, incluida la catalización de reacciones metabólicas , la replicación del ADN , la respuesta a estímulos , la estructura de las células y los organismos y el transporte de moléculas de un lugar a otro. Las proteínas difieren entre sí principalmente en su secuencia de aminoácidos, que está dictada por la secuencia de nucleótidos de sus genes , y que por lo general resulta enplegamiento de proteínas en una estructura 3D específica que determina su actividad.
Una cadena lineal de residuos de aminoácidos se denomina polipéptido . Una proteína contiene al menos un polipéptido largo. Los polipéptidos cortos, que contienen menos de 20 a 30 residuos, rara vez se consideran proteínas y comúnmente se denominan péptidos . Los residuos de aminoácidos individuales están unidos entre sí por enlaces peptídicos y residuos de aminoácidos adyacentes. La secuencia de residuos de aminoácidos en una proteína está definida por la secuencia de un gen, que está codificado en el código genético . En general, el código genético especifica 20 aminoácidos estándar; pero en ciertos organismos el código genético puede incluir selenocisteína y, en ciertas arqueas ,pirrolisina . Poco después o incluso durante la síntesis, los residuos de una proteína a menudo se modifican químicamente mediante una modificación postraduccional , que altera las propiedades físicas y químicas, el plegamiento, la estabilidad, la actividad y, en última instancia, la función de las proteínas. Algunas proteínas tienen unidos grupos no peptídicos, que pueden denominarse grupos prostéticos o cofactores . Las proteínas también pueden trabajar juntas para lograr una función particular y, a menudo, se asocian para formar complejos de proteínas estables .
Una vez formadas, las proteínas solo existen durante un cierto período y luego son degradadas y recicladas por la maquinaria de la célula a través del proceso de renovación de proteínas . La vida útil de una proteína se mide en términos de su vida media y cubre un amplio rango. Pueden existir durante minutos o años con una vida útil promedio de 1 a 2 días en células de mamíferos. Las proteínas anormales o mal plegadas se degradan más rápidamente debido a que están destinadas a la destrucción o debido a que son inestables.
Al igual que otras macromoléculas biológicas, como los polisacáridos y los ácidos nucleicos , las proteínas son partes esenciales de los organismos y participan prácticamente en todos los procesos dentro de las células . Muchas proteínas son enzimas que catalizan reacciones bioquímicas y son vitales para el metabolismo . Las proteínas también tienen funciones estructurales o mecánicas, como la actina y la miosina en el músculo y las proteínas en el citoesqueleto , que forman un sistema de andamiaje que mantiene la forma celular. Otras proteínas son importantes en la señalización celular, respuestas inmunitarias , adhesión celulary el ciclo celular . En los animales, las proteínas son necesarias en la dieta para proporcionar los aminoácidos esenciales que no se pueden sintetizar . La digestión descompone las proteínas para su uso metabólico.
Las proteínas se pueden purificar de otros componentes celulares utilizando una variedad de técnicas como ultracentrifugación , precipitación , electroforesis y cromatografía ; el advenimiento de la ingeniería genética ha hecho posible una serie de métodos para facilitar la purificación. Los métodos comúnmente utilizados para estudiar la estructura y la función de las proteínas incluyen la inmunohistoquímica , la mutagénesis dirigida al sitio , la cristalografía de rayos X , la resonancia magnética nuclear y la espectrometría de masas .
Las proteínas fueron reconocidas como una clase distinta de moléculas biológicas en el siglo XVIII por Antoine Fourcroy y otros, que se distinguen por la capacidad de las moléculas para coagular o flocular bajo tratamientos con calor o ácido. [1] Los ejemplos destacados en ese momento incluían albúmina de claras de huevo , albúmina de suero sanguíneo , fibrina y gluten de trigo .