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La complejísima y fundamental proteína que se dobla de mil formas

La complejísima y fundamental proteína que se dobla de mil formas
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Cada uno de nuestros genes es una hebra de 2.000 a 3.000 pares de bases (letras genéticas). Entre los pares de bases que componen los genes activos, cada triplete (conjunto de tres) se traduce en un aminoácido.

Hasta aquí, todo parece sencillo. Pero la cosa se complica cuando los productos moleculares finales de los genes, tal como son traducidos hacia el exterior de la célula por decenas de reacciones químicas, son secuencias de aminoácidos plegados en moléculas gigantes de proteínas.

Existen alrededor de 100.000 tipos de proteínas en un animal vertebrado. Suponen la mitad del peso seco del animal.

Las proteínas dan forma al cuerpo, lo mantienen unido mediante tendones de colágeno, lo hacen moverse mediante músculos, catalizan todas las reacciones químicas que lo animan, transportan oxígeno a todas sus partes, arman el sistema inmune y transportan las señales mediante las cuales el cerebro examina el ambiente y media el comportamiento.

Esto es todo lo que hace una molécula de proteína. Su papel no sólo está determinado por su estructura, su secuencia de aminoácidos en su interior, sino también por su forma. Edward O. Wilson lo describe así:

La hebra de aminoácidos de cada tipo se pliega sobre sí misma de una manera precisa, arrollada como bramante y arrugada como un pedazo de papel apretado. La molécula total se parece a formas tan variables como las nubes en el cielo. Al mirar tales formas imaginamos fácilmente esferas grumosas, rosquillas, pesas, cabezas de carnero, ángeles con alas extendidas y sacacorchos.

Así de extraña y fabulosa es la vida, como en un juego de Tetris en el que los contornos superficiales encajan para someterse a catálisis. Tan pronto como una se acopla en las alineaciones correctas, su lugar activo cambia ligeramente de forma. Las dos moléculas se enlazan más estrechamente, como manos que se encajan para saludarse. En un instante, la molécula de sustrato cambia químicamente y es liberada.

Por ejemplo, en el abrazo de la enzima sucrasa, la sucrosa se escinde en fructosa y glucosa.

Todo esto, por supuesto, ocurre a una velocidad inimaginable. Una sola molécula enzimática puede procesas mil moléculas de sustrato por segundo.

Por eso, doblar moléculas mediante simulaciones de ordenador se ha convertido en uno de los grandes retos de la biología. Una tarea titánica que hasta se ha propuesto hacer colaborativamente entre ordenadores personales conectados a través de Internet, empleando la memoria que los usuarios no usan, como se hizo para procesar las señales extraterrestres en el proyecto SETI.

¿Cómo colocar en una imagen coherente todos estos componentes nanométricos y reacciones de milisegundos? Los biólogos están determinados a hacerlo desde la base hacia arriba, molécula a molécula y ruta metabólica a ruta metabólica. Han empezado a ensamblar los datos y las herramientas matemáticas necesarias para modelar una célula completa. Cuando lo consigan, habrán llegado asimismo al nivel de los organismos completos sencillos, las bacterias, los arqueos y los protisas, todos ellos unicelulares.

Existen muchos otros proyectos en los que podéis participar con vuestro sencillo ordenador y una conexión a Internet como: búsqueda de curas para algunas enfermedades, simulación climática y muchos otros. Pero si lo que queréis es doblar proteínas, pinchad aquí. Os bajáis un paquete de datos, la secuencia de aminoácidos de una proteína, y un programa que analiza poco a poco las configuraciones posibles y busca la óptima. Cuando terminéis, enviáis los resultados al proyecto u os bajáis otra (o la misma, para repetir los cálculos y así obtener redundancia).

Vía | Consilience de Edward O. Wilson

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