La estructura primaria es la secuencia de residuos. La estructura secundaria es la conformación regular local del esqueleto, estabilizada por puentes de hidrógeno entre los carbonilos y las amidas del esqueleto: la hélice , una espiral dextrógira de residuos por vuelta que sube por residuo ( por vuelta), con cada carbonilo unido a la amida situada cuatro residuos más allá; y la lámina , en la que hebras extendidas se disponen lado a lado, paralelas o antiparalelas, unidas a sus vecinas, con las cadenas laterales alternando por encima y por debajo de la lámina. La estructura terciaria es el plegamiento de toda una cadena en tres dimensiones; una unidad compacta de residuos que se pliega de forma independiente dentro de ella es un dominio, y la disposición de los elementos secundarios de un dominio es su plegamiento. La estructura cuaternaria es el ensamblaje de varias cadenas: el de la hemoglobina. Unos plegamientos dan cuenta de todos los dominios conocidos, y unas pocas decenas de ellos — el plegamiento de Rossmann, el barril TIM, el plegamiento de las inmunoglobulinas — de una gran parte de todas las proteínas: la naturaleza reutiliza plegamientos y varía sus secuencias.
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