“Al conjunto de proteínas que nuestras células fabrican siguiendo las indicaciones de los genes se le llama ´proteoma´, y del entendimiento de esta composición, de su estructura, tanto como la comprensión de sus funciones, modificaciones, caracterización e interacciones se encarga la Proteómica.”
Horacio Cano Camacho
Cuando era niño, en la escuela, en la casa, en la televisión, se insistía en revisar el contenido de “vitaminas” de los alimentos o de los suplementos y era lo más importante a la hora de estudiar los temas de biología. De verdad todos estaban convencidos que lo importante eran las vitaminas. De hecho, hay montada una industria multimillonaria alrededor de esta confusión. Y no es que no sean importantes, pero solo son accesorias porque coadyuvan en varios procesos metabólicos, pero la cantidad de vitaminas que requerimos va en una dieta adecuada, de manera que las que tomamos adicionalmente (salvo que tengamos alguna deficiencia patológica o requiramos el suplemento por determinación médica), termina en la cañería.
La parte a la que debimos ponerle atención en la escuela y debemos atender cada día más es al contenido proteico. Para construir un humano, nuestro genoma tiene instrucciones para fabricar cerca de 20 mil proteínas. Estas realizan las funciones de ser “la mano” de los genes, sus ejecutores. Una proteína puede ser una pieza de construcción, para estructurar las células, los tejidos y todo el organismo. También puede ser una enzima y de esta manera fabricar todo lo que la célula requiere u obtenerlo descomponiendo otras moléculas, en un proceso llamado metabolismo.
Pero las proteínas también son el medio para que la célula, y de allí todo el organismo, perciba los cambios del medio y articule la respuesta; son los elementos que posibilitan el movimiento, la respiración, la producción de energía y desde luego, la expresión y perpetuación de los mismísimos genes. Es decir, después de los genes, las proteínas son las “meras meras” en esto que llamamos vida.
Al conjunto de proteínas que nuestras células fabrican siguiendo las indicaciones de los genes se le llama “proteoma”, y del entendimiento de esta composición, de su estructura, tanto como la comprensión de sus funciones, modificaciones, caracterización e interacciones se encarga la Proteómica. Por cierto, una disciplina científica relativamente reciente, el nombre se le puso apenas en 1994 y en estos últimos años ha adquirido una gran importancia. Así que esta es otra palabreja que debemos conocer bien.
Y si no me cree, le pongo un ejemplo simple. El virus de la Covid-19 reconoce nuestras células y las ataca usando una proteína (S), y lo que reconoce son receptores de nuestras células, que son proteínas. Las mutaciones que están provocando el surgimiento de variantes cada vez más peligrosas ocurren sobre los genes que fabrican estas proteínas y, por si fuera poco, las vacunas inducen la producción de proteínas de defensa, los anticuerpos, y para generar medicamentos contra esta plaga, buscamos cosas que bloqueen o dañen las proteínas del virus o procesos en nuestras células que eviten su armado, llevado a cabo por …proteínas.
Pero estudiar una proteína no es tarea sencilla. Podemos revisar tres fases en su estudio, todas muy complejas: 1) Hay que caracterizar su función y sus parámetros bioquímicos, para ello hay que tratar de entender su papel en un proceso, a veces incluso estudiar organismos que carecen de esta proteína por mutación (natural o provocada) y sustraer lo que pasa de quién si la tiene. Luego pasamos a la fase 2) Hay que purificar la proteína. Y hacerlo es todo un arte que implica separarla de la mezcla compleja de la célula, extraerla sin dañarla y una vez que está lo más pura posible, estudiar las constantes de su actividad (tamaño, carga, pH, concentración, temperatura óptima, estabilidad, inhibidores, etc.), luego obtener su secuencia precisa de aminoácidos. La parte reina aquí es purificarla a homogeneidad, es decir, sin ningún contaminante. Una vez hecho esto, debemos cristalizarla, es decir, extraerle toda el agua y así tal vez podamos, por cristalografía de rayos X, deducir su configuración tridimensional. Hacer todo esto no es fácil, lleva años de trabajo dedicado. Decía arriba que de las 20 mil proteínas que forman el proteoma humano, apenas conocemos hasta este nivel menos de 6 mil y la mayoría solo parcialmente.
Luego viene la fase 3) Una proteína sufre muchas modificaciones luego de ser sintetizada: se le pegan azúcares (ya lo platicamos la semana pasada), es decir se glicosila. También puede prenilarse, se le pegan colas de isoprenilo que permite que proteínas que no tienen dominios o secuencias de aminoácidos para ello, puedan asociarse a membranas. Otras proteínas son modificadas proteolíticamente, es decir, mediante otras proteínas llamadas proteasas, se les cortan trozos precisos para activarlas, como la insulina o las enzimas digestivas.
Pero hasta ahora estamos pensando en proteínas sencillas que se forman de una sola cadena de aminoácidos. Sin embargo, muchas y tal vez de las más importantes, están formadas por más de una subunidad. La hemoglobina que transporta el oxígeno en nuestra sangre, por ejemplo, tiene cuatro subunidades de dos tipos, por lo que es codificada por dos genes distintos. Hay proteínas formadas por más de veinte subunidades distintas. Es decir, más de veinte genes están involucrados en su síntesis.
Otras proteínas se forman por la unión de subunidades que vienen de otras proteínas. Es decir, comparten módulos y con ello canalizan rutas metabólicas. Hay proteínas distintas que vienen de un mismo gen, pero el mensajero sufre ediciones que generan varias proteínas distintas. En fin, la proteómica no la tienen nada fácil.
Por fortuna, el desarrollo de la bioinformática y la inteligencia artificial está favoreciendo a la proteómica y mejorando o acelerando el estudio de las proteínas y ya es de uso rutinario en varios de nuestros laboratorios. Pero a ello me referiré en la siguiente entrega de este diccionario patito de palabras que deben pasar a formar parte de nuestro lenguaje común… Hasta entonces, y cuídese mucho, la Covid sigue haciendo de las suyas, pero la proteómica, junto a otras disciplinas viene en nuestro rescate, démosles tiempo.
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