Familias de proteínas

Una familia de proteínas es un grupo de proteínas que han evolucionado a partir de un ancestro genético común. Estas proteínas tienen similitudes en sus estructuras tridimensionales y en las funciones que realizan.

Las proteínas dentro de una familia se denominan homólogas.

Los ortólogos son proteínas homólogas en diferentes especies que evolucionaron a partir de la misma proteína en un ancestro común. Generalmente, las proteínas ortóloga realizan funciones similares en las diferentes especies.

La alfa hemoglobina en los seres humanos y la alfa hemoglobina en los ratones son proteínas ortólogas. Por el contrario, los parálogos son proteínas homólogas producidas por duplicación de genes y pueden estar presentes en la misma especie o en especies diferentes. La hemoglobina alfa y beta en los seres humanos son proteínas parálogas.

Una superfamilia está compuesta por dos o más familias que han evolucionado a partir de un ancestro común más lejano que el de una familia de proteínas. Las proteínas de una superfamilia tienen mayores variaciones en su estructura y función.

Las familias de proteínas pueden ayudarnos a formular hipótesis sobre la función de una proteína con una secuencia de aminoácidos conocida, pero de forma o función desconocidas. Estas proteínas se pueden comparar con otras proteínas de la familia para ayudar a predecir la estructura tridimensional y ayudar a determinar la función de la proteína.

Las familias de proteínas a menudo ocurren a través de la duplicación de genes, cuando los mecanismos genéticos en un organismo crean una copia adicional de un gen. La copia original del gen y su copia duplicada pueden mutar y divergir en función a medida que sus secuencias génicas codifican secuencias de aminoácidos diferentes a las de sus antepasados genéticos.

Las proteínas dentro de una familia pueden tener una identidad de secuencia tan baja como el 30%, es decir, solo el 30% de la secuencia primaria de aminoácidos puede ser idéntica; sin embargo, la estructura general de la proteína y los dominios dentro de la proteína son a menudo increíblemente similares.

Por ejemplo, la hemoglobina y la mioglobina son proteínas que se cree que han evolucionado por duplicación de genes. Las subunidades α y β de la hemoglobina tienen solo un 49% de identidad de secuencia de aminoácidos, pero tienen el mismo patrón general de estructura proteica secundaria y terciaria, es decir, posiciones similares de sus hélices alfa y vueltas de su cadena de aminoácidos.

La hemoglobina, la subunidad alfa y la mioglobina tienen solo un 26% de identidad de secuencia, pero también tienen estructuras secundarias y terciarias similares. Las tres proteínas pueden unirse al oxígeno a través de un grupo hemo, ya que estas proteínas homólogas son miembros de una familia de proteínas de unión al oxígeno.