En bioquímica , el estado nativo de una proteína o ácido nucleico es su forma correctamente plegada y/o ensamblada, que es operativa y funcional. [1] El estado nativo de una biomolécula puede poseer los cuatro niveles de estructura biomolecular , y la estructura secundaria a cuaternaria se forma a partir de interacciones débiles a lo largo de la cadena principal unida covalentemente. Esto contrasta con el estado desnaturalizado , en el que estas interacciones débiles se interrumpen, lo que lleva a la pérdida de estas formas de estructura y solo se conserva la estructura primaria de la biomolécula.
Si bien todas las moléculas de proteínas comienzan como cadenas simples no ramificadas de aminoácidos , una vez completadas asumen formas tridimensionales altamente específicas. Esa forma final, conocida como estructura terciaria , es la forma plegada que posee un mínimo de energía libre . Es la estructura terciaria, plegada de una proteína, la que la hace capaz de realizar su función biológica. De hecho, los cambios de forma en las proteínas son la causa principal de varias enfermedades neurodegenerativas , incluidas las causadas por priones y amiloide (es decir , enfermedad de las vacas locas , kuru , enfermedad de Creutzfeldt-Jakob ).
Muchas enzimas y otras proteínas no estructurales tienen más de un estado nativo y funcionan o se regulan mediante la transición entre estos estados. Sin embargo, el término "estado nativo" se utiliza casi exclusivamente en singular, normalmente para distinguir las proteínas correctamente plegadas de las desnaturalizadas o desplegadas. En otros contextos, la forma plegada de una proteína suele denominarse " conformación " o "estructura" nativa.
Las proteínas plegadas y desplegadas suelen distinguirse fácilmente en virtud de su solubilidad en agua, ya que muchas proteínas se vuelven insolubles al desnaturalizarse. Las proteínas en estado nativo tendrán una estructura secundaria definida , que puede detectarse espectroscópicamente, por dicroísmo circular y por resonancia magnética nuclear (RMN).
El estado nativo de una proteína se puede distinguir de un glóbulo fundido , entre otras cosas, por las distancias medidas por RMN. Los aminoácidos muy separados en la secuencia de una proteína pueden tocarse o estar muy cerca unos de otros dentro de una proteína plegada de manera estable. En cambio, en un glóbulo fundido sus distancias promediadas en el tiempo tienden a ser mayores.
Es importante aprender cómo se pueden fabricar las proteínas en estado nativo, ya que los intentos de crear proteínas desde cero han dado como resultado glóbulos fundidos y no productos en estado nativo verdaderos. Por lo tanto, comprender el estado nativo es crucial en la ingeniería de proteínas .
Los ácidos nucleicos alcanzan su estado nativo a través del apareamiento de bases y, en menor medida, otras interacciones como el apilamiento coaxial . El ADN biológico generalmente existe como hélices dobles lineales largas unidas a proteínas en la cromatina , y el ARN biológico, como el ARNt, a menudo forma configuraciones nativas complejas que se acercan a la complejidad de las proteínas plegadas. Además, las estructuras de ácidos nucleicos artificiales utilizadas en la nanotecnología del ADN están diseñadas para tener configuraciones nativas específicas en las que múltiples cadenas de ácidos nucleicos se ensamblan en un solo complejo. En algunos casos, el estado nativo del ADN biológico realiza sus funciones sin estar controlado por ninguna otra unidad reguladora.