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Versión 1.5. Actualizada el 23/12/05

La propiedad fundamental sobre la que descansan todos los procesos biológicos es la capacidad que poseen las proteínas y los ácidos nucleicos de establecer interacciones moleculares específicas. Dicho de otra forma, el reconocimiento molecular es la base de la vida. Este reconocimiento se manifiesta mediante la asociación de macromoléculas entre sí y con moléculas de medio y pequeño tamaño. El reconocimiento implica la unión física de las moléculas. 

Denominaremos ligando a cualquier molécula que sea unida específicamente por una proteína. Pueden ser de cualquier tamaño o naturaleza química, desde moléculas simples como el oxígeno a macromoléculas como otras proteínas o ácidos nucleicos. Los ligandos no se unen de cualquier forma ni en cualquier punto a la superficie de la proteína, sino que se asocian específicamente a zonas concretas de la misma, que se conocen como sitios de unión del ligando. La unión de los ligandos a su sitio de unión es reversible: se unen por enlaces no-covalentes y el complejo proteína-ligando está en equilibrio con la proteína y el ligando libres: el complejo se puede formar y disociar, aunque a veces el equilibrio está muy desplazado hacia la formación del complejo. 

Un ejemplo de reconocimiento específico: la glutamín-tARN sintetasa de E.coli

El código genético descansa sobre la capacidad de las aminoacil-tARN sintetasas de reconocer específicamente a un aminoácido concreto y a su tRNA correspondiente, con lo que forman el aminoacil-tARN adecuado sin cometer errores.  Todas estas proteínas unen tres ligandos. En primer lugar, el ATP, cuya hidrólisis va a suministrar la energía necesaria para que se sintetice el aa-tARN, es un ligando común a todas estas enzimas. Un segundo ligando de pequeño tamaño es el aminoácido (glutamina en este caso) y, por último, todas unen específicamente una macromolécula, el tRNA determinado, específico para el aminoácido en cuestión.  En la imagen, la proteína se muestra en cian, el tARN en colores CPK y el análogo del intermediario de la reacción glutamín-AMP en verde. Este último se aprecia mal porque se encuentra rodeado en su mayor parte por las moléculas de proteína y tARN. archivo 1QTQ.pdb

En este tema se estudiarán los procesos de asociación específica proteína-ligando.