Su investigación busca responder a la pregunta: ¿cómo se originaron los primeros plegamientos en las primeras etapas de la vida en la Tierra? “Han pasado cuatro mil millones de años desde que iniciaron los procesos de evolución, pero sólo se conocen alrededor de siete mil plegamientos”
¿De dónde venimos? Se preguntó la científica mexicana Claudia Álvarez-Carreño al iniciar la conferencia “Las proteínas y la historia de la vida en la Tierra”, en El Colegio Nacional. La especialista en evolución molecular respondió que “Somos nuestra memoria. Es la memoria de los átomos la que nos forma y, nuestro material genético, las proteínas que tenemos”.
En la sesión, que formó parte del ciclo Los viernes de la evolución, coordinado por los colegiados Antonio Lazcano Araujo y José Sarukhán, la investigadora de la University College London habló de su interés por comprender la conformación de las proteínas en el origen de la vida. Señaló que su trabajo es investigar los eventos que ocurrieron entre la sopa primitiva y el último ancestro común, utilizando modelos moleculares de las proteínas.
De acuerdo con la becaria internacional de la Royal Society Newton International Fellowship, en la vida cotidiana, todos hemos oído hablar de las proteínas como algo que consumimos y que se encuentra en nuestra mesa. Pero a ella le interesa la estructura secundaria de las proteínas, compuesta por hélices que se parecen a los antiguos cables de teléfono. “A nivel atómico, son macromoléculas que están hechas de aminoácidos. Para ser precisos, son 20 aminoácidos que están codificados en el código genético universal”.
“Las proteínas adquieren una forma tridimensional, no todas de forma compacta, pero las que yo estudio tienen siempre un plegamiento, que podemos imaginar como un collar de perlas en blanco y negro, en una analogía, las bolitas blancas, serían perlas de verdad, y las negras, serían imanes. Esta forma compacta es a lo que le llamamos un plegamiento”.
La científica explicó que, en la biología, lo que mantiene compactas a las proteínas no son imanes, sino interacciones, sobre todo, hidrofóbicas, esto significa que el collar de perlas de la vida está en una solución acuosa y tiene una parte hidrofóbica, que está alejada del agua, y una que no lo es. Para poner un ejemplo de cómo funcionan, la científica dijo que imaginmos un huevo cocido; esa sería la proteína de la albúmina, que tiene una conformación tridimensional, la que permite la transparencia de la clara una vez que se calienta, esto significa que la proteína original pierde su estructura y se forma el color blanco gracias a las interacciones de sus proteínas.
“Si empezamos a cambiar los aminoácidos que están en cualquier parte de la proteína, podemos entonces cambiar el paisaje de plegamiento energético y eso significa transformar la forma de la proteína o volverla más o menos estable. En resumen, las mutaciones alteran el paisaje energético de nuestra cadena. Algo importante es que algunas proteínas tienen más de un mínimo energético, es decir, tienen más de una conformación compacta estable”.
Álvarez-Carreño sostuvo que su mayor interés es entender de dónde vienen estas conformaciones compactas que se pueden agrupar en diferentes categorías y se les conoce como unidades de plegamiento y de evolución. “Cada plegamiento es único, esto no significa que nunca cambie, sino que los podemos comparar uno a otro y hay pocas diferencias”.
Agregó que los plegamientos actúan en la naturaleza como bloques de construcción y la mayoría de las proteínas contiene un número fijo de plegamientos, pero que se combinan de diferentes formas. Su investigación busca responder a la pregunta: ¿cómo se originaron los primeros plegamientos en las primeras etapas de la vida en la Tierra? “Han pasado alrededor de cuatro mil millones de años desde que iniciaron los procesos de evolución, pero únicamente se conocen alrededor de siete mil plegamientos, un número muy bajo comparado con el número de años que han pasado desde que inició la vida”.
Puntualizó que la pregunta, en realidad, cómo se originaron y por qué hay tan pocos en tantos años. Para responder estas preguntas, es necesario estudiar la historia de una proteína. “Lo que hacemos es buscar la misma proteína en diferentes organismos, y así entender cómo pudo haberse originado. Recordemos que los genes se heredan de generación en generación. Entonces, si ocurre una mutación, la próxima generación va a tenerla y así es como a lo largo de la vida, desde el último ancestro común hasta hoy, el material genético se ha ido heredando”.
“No siempre podemos hacer una historia lineal y entender exactamente qué viene de qué, pero sí podemos decir quién está relacionado con quién, y, para lograrlo, utilizamos mapas de relaciones evolutivas, que son mapas de similitud de secuencia que conectan más allá de algún límite establecido que nosotros pongamos”, subrayó.
Concluyó que lo que se puede entender de la evolución usando las proteínas “es que, en algún momento del origen de la vida, empezó a haber una exploración de las estructuras que se pueden hacer con estas cadenas de aminoácidos y ahora podemos empezar a reconstruir el vídeo de cómo una a una se fue formando”.
Fuente: El Colegio Nacional
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