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Aminoácidos y proteínas

Para transmitir su mensaje a la célula, las hormonas esteroideas como la testosterona han de interaccionar con los llamados receptores, de forma que la combinación receptor-esteroide es la responsable de transportar dicho mensaje hacia delante. Así, la testosterona debe encontrar el receptor androgénico y formar un complejo con el mismo. Este complejo indica al ácido desoxirribonucleico (ADN) de los genes que debe iniciar la síntesis de proteínas para formar más masa muscular.

El receptor androgénico y la mayoría de los músculos están formados por proteínas. También las enzimas, órganos, tendones, piel, uñas y pelo están formados por proteínas. Por esto, resulta interesante explicar en primer lugar cómo son las proteínas a nivel molecular. Es también a este nivel molecular donde se produce la interacción entre el esteroide testosterona y el receptor androgénico.

Las proteínas son biopolímeros. Los polímeros son moléculas gigantes formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros. En el caso de las proteínas, estos monómeros son llamados aminoácidos. En el cuerpo humano las proteínas están formadas por la unión de sólo 20 aminoácidos diferentes. Todos los aminoácidos presentan un grupo amino (NH₂) y un grupo ácido carboxílico (COOH). Entre ambos grupos existe un átomo de carbono adicional sobre el que se une una cadena lateral R. Este grupo R (cadena lateral) es diferente en cada uno de los 20 aminoácidos.

En una proteína, el grupo ácido carboxílico de un aminoácido se encuentra conectado con el grupo amino del siguiente mediante la formación de una amida o enlace peptídico. De esta forma, los aminoácidos se unen formando una cadena que da origen a una gran molécula (ver figura 14). Cuando se unen un número limitado de aminoácidos (10-100), la molécula se llama péptido. Cuando el número de aminoácidos unidos es mucho mayor, la molécula se llama proteína. No existe una separación clara entre péptidos y proteínas.

Los enlaces peptídicos en la cadena de aminoácidos son importantes porque mantienen la molécula unida, pero las cadenas laterales de los aminoácidos también lo son. Estas cadenas laterales contienen toda clase de grupos funcionales que proporcionan a cada aminoácido sus características y funciones propias. Así, los aminoácidos se pueden subdividir según las características químicas de la cadena lateral. De esta forma podemos distinguir entre aminoácidos cuyas cadenas laterales poseen grupos alquilo apolares, grupos sulfurados (con átomos de azufre), grupos hidroxilo (OH), grupos nitrogenados básicos, grupos ácidos y amidas.

Los 20 aminoácidos proteinogénicos, con sus nombres y abreviaciones oficiales se muestran en la figura 15, donde se encuentran agrupados de acuerdo con las características químicas de su cadena lateral.

En cada proteína, el número de moléculas de cada aminoácido particular puede ser muy variado y la ordenación de los aminoácidos en la cadena proteica puede ser infinita. Eso significa que con sólo estos 20 aminoácidos se pueden construir un número ilimitado de proteínas diferentes.

Una vez construida una cadena de aminoácidos mediante la formación de enlaces peptídicos, éstos y los grupos funcionales de las cadenas laterales pueden interaccionar entre ellos de diferentes formas. Estas interacciones son más débiles que los enlaces normales entre átomos. Sin embargo, pueden hacer que la larga cadena de aminoácidos de una proteína se pliegue de una forma característica, única para cada proteína. Este plegamiento es comparable al que se produce en un ovillo de lana para formar una pelota.

En los siguientes capítulos vamos a echar una ojeada más próxima a las interacciones que se producen entre las cadenas laterales de los aminoácidos, las cuales son responsables del plegamiento de la cadena de aminoácidos en la proteína. También la forma del receptor androgénico depende de este tipo de interacciones. En el interior del receptor androgénico existen 18 aminoácidos, y las interacciones entre las cadenas laterales de estos aminoácidos y la molécula del esteroide que actúa sobre este receptor son de la mayor importancia, ya que estas interacciones son las responsables últimas de la formación del complejo testosterona-receptor androgénico y de que éste ejerza su función.