Estructura biomolecular
La estructura biomolecular es la intrincada forma tridimensional plegada que está formada por una molécula de proteína , ADN o ARN , y que es importante para su función. La estructura de estas moléculas puede considerarse en cualquiera de varias escalas de longitud que van desde el nivel de átomos individuales hasta las relaciones entre subunidades de proteínas completas . Esta útil distinción entre escalas se expresa a menudo como una descomposición de la estructura molecular en cuatro niveles: primario, secundario, terciario y cuaternario. El andamio para esta organización multiescala de la molécula surge en el nivel secundario, donde los elementos estructurales fundamentales son los diversos elementos de la molécula.enlaces de hidrógeno . Esto conduce a varios dominios reconocibles de la estructura de la proteína y la estructura del ácido nucleico , incluidas las características de la estructura secundaria como las hélices alfa y láminas beta para las proteínas, y lazos en horquilla , protuberancias y lazos internos para los ácidos nucleicos. Los términos estructura primaria , secundaria , terciaria y cuaternaria fueron introducidos por Kaj Ulrik Linderstrøm-Lang en sus Conferencias de Medicina Lane de 1951 en la Universidad de Stanford .
La estructura principal de un biopolímero es la especificación exacta de su composición atómica y los enlaces químicos que conectan esos átomos (incluida la estereoquímica ). Para un biopolímero no ramificado y no reticulado típico (como una molécula de una proteína intracelular típica , o de ADN o ARN ), la estructura primaria es equivalente a especificar la secuencia de sus subunidades monoméricas , como aminoácidos o nucleótidos .
La estructura primaria a veces se denomina erróneamente secuencia primaria , pero no existe tal término, ni tampoco un concepto paralelo de secuencia secundaria o terciaria. Por convención, la estructura primaria de una proteína se informa comenzando desde el terminal amino (N) hasta el terminal carboxilo (C), mientras que la estructura primaria de la molécula de ADN o ARN se informa desde el extremo 5 'hasta el extremo 3'.
La estructura primaria de una molécula de ácido nucleico se refiere a la secuencia exacta de nucleótidos que comprende la molécula completa. A menudo, la estructura primaria codifica motivos de secuencia que son de importancia funcional. Algunos ejemplos de tales motivos son: la C / D [1] y H / ACA cajas [2] de snoRNAs , LSm sitio de unión se encontró en los ARN spliceosomal tales como U1 , U2 , U4 , U5 , U6 , U12 y U3 , la Shine -Secuencia de Dalgarno , [3] la secuencia de consenso de Kozak[4] y el terminador de ARN polimerasa III . [5]
La estructura secundaria es el patrón de enlaces de hidrógeno en un biopolímero. Estos determinan la forma tridimensional general de los segmentos locales de los biopolímeros, pero no describen la estructura global de posiciones atómicas específicas en el espacio tridimensional, que se consideran estructura terciaria . La estructura secundaria está definida formalmente por los enlaces de hidrógeno del biopolímero, como se observa en una estructura de resolución atómica. En las proteínas, la estructura secundaria está definida por patrones de enlaces de hidrógeno entre los grupos amina y carboxilo de la cadena principal (los enlaces de hidrógeno de la cadena lateral a la cadena principal y de la cadena lateral a la cadena lateral son irrelevantes), donde el DSSPse utiliza la definición de enlace de hidrógeno. En los ácidos nucleicos, la estructura secundaria está definida por el enlace de hidrógeno entre las bases nitrogenadas.
Para las proteínas, sin embargo, el enlace de hidrógeno se correlaciona con otras características estructurales, lo que ha dado lugar a definiciones menos formales de estructura secundaria. Por ejemplo, las hélices pueden adoptar ángulos diedros de la columna vertebral en algunas regiones de la trama de Ramachandran ; por lo tanto, un segmento de residuos con tales ángulos diedros a menudo se llama hélice , independientemente de si tiene los enlaces de hidrógeno correctos. Se han propuesto muchas otras definiciones menos formales, a menudo aplicando conceptos de la geometría diferencial de curvas, como curvatura y torsión . Los biólogos estructurales que resuelven una nueva estructura de resolución atómica a veces asignan su estructura secundaria a simple vista.y registre sus asignaciones en el archivo de Protein Data Bank (PDB) correspondiente.
