Una hélice alfa es un tramo de una cadena de proteína enrollado en una espiral que gira hacia la derecha, como una escalera de caracol. Es la más común de las formas regulares en las que se pliegan las cadenas de proteínas. Contando las cadenas laterales que sobresalen de la espiral, mide unos 1.2 nanómetros de diámetro, y un nanómetro es una milmillonésima de metro.

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Una proteína es una cadena larga de moléculas más pequeñas llamadas aminoácidos. En una hélice alfa, el esqueleto de la cadena se enrolla alrededor de una línea central, y la cadena lateral de cada aminoácido apunta hacia afuera, como las cerdas de un cepillo para lavar botellas. Según las investigaciones publicadas, el ancho de toda la varilla, con las cadenas laterales incluidas, es de unos 1–1.2 nanómetros. Los 1.2 nanómetros que aparecen arriba están en el extremo superior de ese rango.

En toda su longitud, la hélice es muy regular. Cada vuelta contiene 3.6 aminoácidos y sube 0.54 nanómetros, así que cada aminoácido agrega 0.15 nanómetros a la longitud. La espiral mantiene su forma gracias a los puentes de hidrógeno, atracciones débiles que unen cada aminoácido con el que está cuatro posiciones más adelante en la cadena. Una hélice puede ser corta o larga: una de 20 aminoácidos mide unos 3 nanómetros de largo.

Comparaciones de tamaño

La doble hélice del ADN, de 2 nanómetros de ancho, mide unas 1.7 veces el ancho de una hélice alfa.
Una hélice de 20–25 aminoácidos, de 3–3.75 nanómetros de largo, es lo bastante larga para atravesar la parte central de la bicapa fosfolipídica de una membrana celular, una zona que repele el agua. Las proteínas que atraviesan membranas suelen hacerlo mediante hélices alfa.
Una proteína típica mide 3–6 nanómetros de diámetro, es decir, de unas 2.5 a 5 veces el ancho de una hélice alfa.
Entre unas 67,000 y 83,000 hélices alfa colocadas una al lado de otra cubrirían el ancho de un cabello humano, que mide 80,000–100,000 nanómetros.
Ampliada mil millones de veces, una hélice alfa mediría 1.2 metros de diámetro, y cada vuelta subiría 54 centímetros. Un cabello humano mediría 80–100 kilómetros de ancho.

Cómo se descubrió

Linus Pauling, Robert Corey y Herman Branson propusieron la hélice alfa en 1951. Pauling había encontrado la forma tres años antes, mientras estaba en cama con un resfriado en Oxford, Inglaterra. Dibujó una cadena de proteína en una hoja de papel y dobló el papel hasta que una vuelta de la espiral pudo formar puentes de hidrógeno con la siguiente. El dibujo del artículo de 1951 mostraba una hélice que giraba hacia la izquierda, la imagen en espejo de las que se encuentran en las proteínas naturales.

En la primavera de 1951, Max Perutz leyó el artículo y se dio cuenta de que el paso de 0.15 nanómetros por aminoácido debía verse cuando una proteína dispersa los rayos X. Puso a prueba la idea con un pelo de caballo y encontró la señal exactamente donde la hélice la predecía. En 1957 y 1959, el equipo de John Kendrew hizo mapas de la mioglobina, una proteína que se une al oxígeno, y vio sus hélices como varillas rectas. Cerca del 75% de su cadena está enrollada en hélices de 7–24 aminoácidos de largo, y todas giran hacia la derecha.

Fuentes

α-helix. In Foundations of Protein Structure. EMBL-EBI Training.
Protein Structure. In Organic Chemistry. OpenStax, 2023.
Predicting Helical Topologies in RNA Junctions as Tree Graphs. Laing et al., PLoS ONE, 2013.
Type Three Secretion System in Attaching and Effacing Pathogens. Gaytán et al., Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2016.
The Discovery of the α-Helix and β-Sheet, the Principal Structural Features of Proteins. Eisenberg, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2003.
Myoglobin and the Structure of Proteins. John C. Kendrew, Nobel Lecture, 1962.
Components and Structure. In Biology 2e, 2nd edition. OpenStax, 2018.
How Big Is the "Average" Protein?. In Cell Biology by the Numbers. Milo and Phillips, Garland Science, 2015.
DNA Structure and Sequencing. In Biology 2e, 2nd edition. OpenStax, 2018.
Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.

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