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Esta estructura se forma cuando la estructura secundaria se extiende al máximo en el espacio.

Las cadenas polipeptídicas interaccionan entre sí por medio de enlaces de hidrógeno entre el oxígeno del carbonilo y el hidrógeno del amino cuando están enfrentados. Hay dos tipos:

De cadenas paralelas.

De cadenas antiparalelas.

Se presenta en las proteínas fibrosas y en las globulares. La estabilidad viene dada por enlaces de hidrógeno entre cadenas en las proteínas fibrosas y entre la misma cadena en globulares. Fibrosas, la tienen la beta-queratina, fibroina. Globulares, la alcohol deshidrogenasa.