Un dipéptido contiene dos residuos de aminoácidos, un tripéptido contiene tres y un polipéptido contiene muchos residuos de aminoácidos. Las proteínas son polipéptidos que se presentan de forma natural y están formadas de 40 a 4,000 residuos de aminoácidos. Las proteínas y los péptidos desempeñan muchas funciones en los sistemas biológicos.

Veremos las estructuras de los 20 aminoácidos más comunes que existen en forma natural y la frecuencia con que se presentan en cada una de las proteínas. Estos aminoácidos difieren sólo en el sustituyente (R) unido al carbono α. La amplia variedad de estos sustituyentes, llamados cadenas laterales, es lo que da a las proteínas sus grandes diferencias estructurales y, como consecuencia, su amplia diversificación funcional. A los aminoácidos se les conoce por sus nombres comunes. Por ejemplo, a la glicina se le llamó así por su sabor dulce (del griego glykos, “dulce”). La asparagina se encontró primero en el espárrago, y la tirosina se aisló del queso (del griego tyros, “queso”). Prolina es el único aminoácido que es una amina secundaria. Son diez los aminoácidos esenciales y se indican por medio de un asterisco rojo (*). Los humanos debemos obtener estos 10 aminoácidos esenciales de nuestra dieta, porque no podemos sintetizarlos de ninguna forma o en cantidades adecuadas para estar bien. Sin embargo, no necesitamos tirosina en nuestra dieta porque podemos sintetizar la necesaria a través de la fenilalanina. Aunque los humanos pueden sintetizar la arginina, pero para el crecimiento se requieren mayores cantidades de las que pueden sintetizarse. Así que la arginina es un aminoácido esencial para los niños, pero no para los adultos. PROTEÍNAS Y NUTRICIÓN Las proteínas son un componente importante de nuestra dieta. Las proteínas dietéticas se hidrolizan en el organismo a aminoácidos individuales. Algunos de estos aminoácidos se emplean para sintetizar las proteínas que necesita el organismo, algunas son desintegradas para proporcionar energía, y otras se utilizan como material para iniciar la síntesis de los compuestos no proteicos que requiere el organismo, como la tiroxina, adrenalina y melanina. No todas las proteínas contienen los mismos aminoácidos. La mayor parte de las proteínas de la carne y de los productos lácteos contienen todos los aminoácidos que necesita el cuerpo. Sin embargo, la mayor parte de las proteínas de fuentes vegetales se consideran incompletas; contienen muy poca cantidad de uno o más aminoácidos esenciales como para favorecer el crecimiento. Por ejemplo, la proteína del frijol es deficiente en metionina y la del trigo es deficiente en lisina. Por tanto, una dieta balanceada debe contener proteínas de diferentes fuentes.

Proteínas que proporcionan todos los aminoácidos esenciales en las proporciones adecuadas de para la nutrición humana se denominan proteínas completas. Los ejemplos de proteínas completas son los de carne, pescado, leche y huevos. Aproximadamente 50 g de proteína completa por día es adecuada para los seres humanos adultos. Las proteínas que son muy deficientes en uno o más de los aminoácidos esenciales se denominan proteínas incompletas. Si la proteína en la dieta de una persona proviene principalmente de una fuente incompleta, la cantidad de proteína humana que se puede sintetizar es limitado por las cantidades de los aminoácidos deficientes. Las proteínas vegetales son generalmente incompletas. Arroz, maíz, y trigo son todas deficientes en lisina. Arroz también carece de treonina, y maíz también carece de triptófano. Frijoles, guisantes y otras legumbres tienen la más completa proteínas entre las plantas comunes, pero son deficientes en metionina. La gelatina está hecha de colágeno, que es una proteína estructural compuesto principalmente de glicina, prolina y hidroxiprolina. Como resultado la gelatina tiene un bajo valor nutricional porque carece de muchos de los aminoácidos esenciales. Algunos de los aminoacidos D se encuentran en la naturaleza. Por ejemplo, el ácido D-glutámico se encuentra en las paredes celulares de muchas bacterias, y D-serina se encuentra en las lombrices de tierra. Algunos aminoácidos de origen natural son ácidos no-aminoácidos: ácido y-aminobutírico (GABA) es uno de los neurotransmisores en el cerebro, y f3-alanina es un constituyente de la vitamina ácido pantoténico.