Leyendo el libro de la vida (II)
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Estructura de la lactatodeshidrogenasa, un enzima formado por proteínas | ©Wikimedia
La vida, tal y como la conocemos, no deja de consistir en un compendio de moléculas que se asocian para formar la materia orgánica. Como ya hemos visto, la vida surgió hace 3.800 millones de años en una Tierra inestable y caótica, evolucionando hasta nuestros días. El suceso clave en la Historia de la Vida ha sido, sin duda, la aparición del material genético. Un libro que se lee en cuatro letras: A, C, G y T. Un libro que contiene la información necesaria para la vida de un organismo. Un libro que, actualmente, podemos conocer.
Ya hemos visto qué es el ADN o ARN, de qué se compone, dónde se encuentra y en qué forma. En el artículo de hoy intentaremos avanzar un poco más en nuestra exploración científica, un periplo que nos llevará a conocer a una familia de moléculas muy importantes en el correcto funcionamiento de los seres vivos: las proteínas. Las proteínas están formadas por péptidos que, a su vez, están formados por aminoácidos.
Proceso de transcripción | ©Monografías.com
Los aminoácidos se unen mediante un enlace muy particular, el enlace peptídico, en cadenas que pueden estar formadas por miles de aminoácidos. Pero, ¿De dónde salen estos aminoácidos? ¿Qué tiene que ver el ADN en todo esto? ¿Qué rol juegan las proteínas en la vida?
Bueno, los aminoácidos reciben ese nombre debido a que los dos extremos de una de estas biomoléculas es un grupo amino (NH2-) y el otro extremo es el extremo ácido (COOH-). Los aminoácidos pueden ser sintetizados en las células o bien pueden ser tomados en la dieta. Un buen chuletón de ternera contiene miles de proteínas que van a ser escindidas para aprovechar los aminoácidos que las forman y así poder sintetizar nuestras propias proteínas. Una vez que la célula está cargada de miles de aminoácidos se produce la síntesis de las proteínas.
Las proteínas están formadas por péptidos, que a su vez están formados por aminoácidos. Los aminoácidos se unen mediante un enlace muy particular, el enlace peptídico, en cadenas que pueden estar formadas por miles de aminoácidos
Nuestro viejo amigo, el ADN, va a jugar un papel fundamental en esta etapa. Como ya hemos dicho, nuestro libro biológico está escrito con cuatro letras, generando una secuencia de letras que codifican todas las instrucciones celulares imaginables. En nuestro caso, el ADN va a sufrir un proceso conocido como transcripción. El código de la célula va a ser hackeado con el fin de producir una molécula conocida como ARNm o ARN mensajero. Este mensajero va a funcionar, como su propio nombre indica, como portador de la información necesaria para la síntesis de la proteína que nos interesa. Este ARNm va a salir del núcleo donde fue creado y va a instalarse en el citoplasma o líquido celular. He aquí donde conoceremos a un nuevo compañero de viaje: el ribosoma.
Estructura 3D de un ribosoma |©Bioblogia.net
Nuestro ARNm está en el citoplasma llevando la información del núcleo hasta una estructura llamada ribosoma. El ribosoma es un orgánulo muy particular, ya que se encuentra separado en dos mitades: una subunidad grande y una subunidad pequeña. Cuando el ARNm llega, estas dos mitades lo detectan y se unen, con el fin de sintetizar la proteína que el núcleo ha encargado. Es una cadena de montaje biológica perfecta: la célula requiere de una proteína determinada para realizar sus funciones, el núcleo ordena su construcción y manda la información a través del ARNm, este llega al ribosoma y, en las entrañas de esta maquinaria molecular, ocurre la magia.
Ya hemos comentado que el ribosoma tiene dos subunidades: una mayor y una menor. La subunidad menor coge al ARNm y lo ancla con fuerza. La subunidad mayor se une y abraza al ARNm, creando el lugar donde van a unirse una serie de moléculas muy especiales, los ARN transferentes o los ARNt. Con forma de trébol, estas versátiles y variadas moléculas se distinguen unas de otras por la secuencia de letras que las componen. Estos ARNt se encargan de llevar los aminoácidos que componen las proteínas hasta el ribosoma donde serán ensamblados. Después de pasar por todas las fases de este proceso, las proteínas son sintetizadas.
El ribosoma es un orgánulo muy particular, ya que se encuentra separado en dos mitades: una subunidad grande y una subunidad pequeña
Las proteínas tienen funciones vitales para la célula. Por ejemplo, el contraste de concentración de una sustancia – como el sodio, el potasio o el calcio– entre los dos lados de la membrana celular puede provocar que la célula estalle. Cuando dentro de la célula existe poca concentración de un producto, el agua sale de la célula. Esto se conoce como presión osmótica y al proceso de regulación de esta presión, osmoregulación.
Estructura del ARNt |©Wikipedia
En estas situaciones la célula se arruga debido a la pérdida de volumen citoplasmático. La situación análoga provoca que la célula se llene de agua hasta que estalla, derramando su material celular y muriendo. Para evitar esto, existen estas proteínas reguladoras, ayudando al transporte a través de la membrana celular.
Otras proteínas de interés, como la hemoglobina, ayudan al transporte de sustancias. Nuestra sangre está cargada de eritrocitos, más popularmente conocidos como glóbulos rojos. Estos eritrocitos guardan en su interior miles de moléculas de hemoglobina. ¿Para qué? Te preguntarás. Bueno, si bien es cierto que todos respiramos, quizás te sorprenda saber que nuestras células también respiran. Utilizan el oxígeno que inspiramos para quemar moléculas orgánicas y así obtener energía para desempeñar nuestras funciones básicas.
Stanley Prusiner |©Nndb
Proteínas tan especiales como la actina y la miosina son las responsables de que los músculos de tu ojo se muevan para leer este artículo, de flexionar tu dedo para manejar el ratón, de bombear la sangre de tu corazón; en definitiva, de mantenerte con vida. Tus uñas y tu pelo están formados por pura proteína, la queratina. Algunas proteínas ayudan a vencer enfermedades mientras que otras provocan graves patologías. Un aspecto importante de las proteínas fue descubierto en 1982 por Stanley Prusiner, galardonado con el Premio Nobel en 1997. Prusiner describió unas proteínas, conocidas como priones, que son capaces de producir infecciones. La enfermedad de las vacas locas o encefalopatía espongiforme bovina fue una dolencia que acabó con la vida de 200 personas en todo el mundo desde su descubrimiento.
La enfermedad de las vacas locas o encefalopatía espongiforme bovina está causada por priones
En este segundo capítulo hemos viajado por el mundo de las proteínas, un extenso universo de moléculas cuyas funciones son vitales. Una nueva disciplina está naciendo: la proteómica, el estudio de las proteínas, nace como un nuevo campo de investigación. El genoma, el libro de la vida, está siendo descifrado. Ahora somos capaces de entender el funcionamiento de esta compleja e intrincada maquinaria. Nuestra tecnología está lo suficientemente avanzada como para dar respuesta a una gran parte de las preguntas que nos podríamos formular. ¿Qué nos queda por conocer? Eso lo descubriremos en el siguiente artículo.
