Investigadores de EEUU observan por primera vez con detalle los movimientos de billonésimas de segundo que sufren las proteínas y que podrían ser clave para respirar o copiar nuestro ADN.
Mientras usted lee esto, en su interior hay un multitudinario concierto de violines. Sus proteínas, como las que transportan en su sangre el oxígeno que está respirando o los anticuerpos que le defienden de microbios malignos, vibran como las cuerdas de un violín, según un grupo de científicos que asegura haber encontrado “la primera evidencia concluyente de que esto es cierto”.
Los investigadores, liderados por la física Andrea Markelz, de la Universidad de Búfalo (EEUU), sostienen que estos ínfimos movimientos permiten que las proteínas cambien muy rápidamente de forma para unirse a otras proteínas, un proceso que sería esencial para llevar a cabo funciones vitales como absorber oxígeno, reparar células o copiar el ADN. Es una hipótesis atrevida y como tal necesita ser probada por toda la comunidad científica, admite Markelz, que recuerda que el premio Nobel de Física estadounidense Richard Feynman ya aventuraba en 1963: “Todo lo que hacen los seres vivos puede ser entendido a través de los saltos y contorsiones de los átomos”.
Los autores del estudio han observado por primera vez con detalle las vibraciones de una proteína extraída de claras de huevo de gallina. La proteína, la denominada lisozima, tiene funciones antibacterianas y también se encuentra en la saliva y en las lágrimas humanas. Gracias a una nueva técnica de microscopía, los científicos han podido observar que las vibraciones no se disipan rápidamente, como se pensaba, sino que se mantienen en las moléculas como “el sonido de una campana”, en palabras de Markelz.
“Una posibilidad fascinante”
Las vibraciones están siempre presentes cuando la temperatura está por encima del cero absoluto, 273 grados bajo cero. Pero si se provoca una sola vibración, durará unas 10 billonésimas de segundo. “No parece mucho, pero es mucho comparado con lo que los científicos pensaban antes de nuestro trabajo”, señala la física. Su estudio se publica hoy en la revista Nature Communications.
Todas las moléculas pueden vibrar, matiza Markelz, pero las que son muy pequeñas no lo hacen mucho a temperatura ambiente, porque no disponen de suficiente energía. “Lo que es muy curioso en el caso de las proteínas es que la energía de sus vibraciones es mucho menor y encaja muy bien con las temperaturas necesarias para que exista la vida”, afirma.
El nuevo trabajo sugiere que las proteínas vibran con más fuerza para llevar a cabo reacciones concretas, mediante transferencia de energía, pero de momento es sólo “una posibilidad fascinante, todavía desconocida”, según admite Markelz, que está convencida de que en el futuro la investigación en este campo conducirá a nuevos tratamientos contra enfermedades. “Si llegamos a comprender cómo la biología emplea estas vibraciones para encender y apagar procesos biológicos concretos, podremos aplicar este conocimiento a situaciones en las que las cosas funcionan mal”, vaticina.
En 2004, Markelz recibió 600.000 dólares para estudiar la elasticidad de las proteínas, a través de una ayuda de la Fundación Nacional para la Ciencia reservada a los investigadores “que tienen más probabilidades de convertirse en los líderes académicos del siglo XXI”.
Descubierto un lenguaje oculto en el ADN humano
Por otra parte, investigadores de EEUU han descubierto también “un segundo código escondido en el ADN” humano que obliga a revisar, por ejemplo, mutaciones detectadas y descartadas como culpables de producir tumores. En esa nueva segunda capa podría esconderse la causa de un cáncer, por ejemplo.
En un comunicado, los autores, liderados por el genetista John Stamatoyannopoulos, se declaran “sorprendidos” tras descubrir “dos lenguajes diferentes” en el código genético. Uno describe cómo fabricar las proteínas, la sustancia fundamental tanto para la constitución como para el funcionamiento de la materia viviente. El otro lenguaje, recién observado, comunicaría a la célula cómo controlar sus genes.
El estudio afirma que alrededor del 15% del material genético que origina las proteínas posee esa segunda función de servir como lugar de anclaje para agentes que controlan la actividad de los genes. Un mismo código genético serviría entonces para producir proteínas, pero también para decir cuántas producir, por ejemplo.
“Durante más de 40 años hemos asumido que los cambios en el ADN que afectan al código genético únicamente afectaban a cómo se producían las proteínas. Ahora sabemos que nos estábamos perdiendo la mitad de la fotografía al leer el genoma humano”, declara en el comunicado Stamatoyannopoulos, de la Universidad de Washington.
Un estudio “provocador”
El nuevo trabajo, publicado en la revista Science, es “interesante y provocador”, en palabras del investigador Manel Esteller, que en julio presentó un mapa de una “nueva dimensión” del genoma humano: los dedos que apagan y encienden los genes de las neuronas. Esteller, del Instituto de Investigaciones Biomédicas de Bellvitge, subraya que “existen muchas variantes genéticas asociadas a un mayor riesgo de desarrollar una enfermedad que no cambian a las proteínas”, algo que despistaba a la comunidad científica. “Pero estos resultados demuestran que sí podrían cambiar el grado de expresión de esas proteínas. Expresarlas de forma distinta significaría producir un 100% de proteína total, un 50% o un 0% de la misma”.
El biólogo Alfonso Valencia, vicedirector de Investigación Básica del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas, reconoce que hasta ahora cuando se analizaban genes relacionados con un tipo de cáncer, “si se detectaba una mutación que no implicaba un cambio en la secuencia de la proteína, se despreciaba”. A su juicio, el nuevo estudio “obliga a revisar el análisis de los genomas del cáncer”, ya que esa mutación puede afectar al segundo código y, por tanto, al control de otro gen que sí esté vinculado a la aparición de un tumor.
Para el bioinformático Cedric Notredame, del Centro de Regulación Genómica de Barcelona, el estudio también es “interesante desde el punto de vista evolutivo”. En su opinión, esa “doble capa de información” habría servido para proteger a los nucléotidos, las letras químicas que escriben el ADN, de la acción implacable de la selección natural. Así se habrían convertido en esenciales ante la evolución. “Las conclusiones de este estudio tienen mucho sentido”, respalda.
Fuente: esmateria.com
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