On the origin of folded proteins | Los viernes de la evolución

El viernes 25 de enero, El Colegio Nacional (Colnal) albergó la conferencia On the origin of folded proteins (Sobre el origen de las proteínas plegadas), como parte del ciclo Los viernes de la evolución, coordinado por los miembros Antonio Lazcano y José Sarukhán. La plática fue impartida por el biólogo molecular Andrei N. Lupas, director del Departamento de Evolución de Proteínas del Instituto Max Planck (MPI, en sus siglas en inglés), en Alemania. Lupas se encuentra en México apoyando la creación del primer centro asociado a la Sociedad Max Planck del país, situado en Ensenada.

El colegiado Lazcano abrió la sesión enfatizando en la dificultad que supone entender la forma en la que estructuras tan complejas como las proteínas surgieron a partir de motivos funcionales más pequeños y celebró la presencia de Lupas en el Colnal “para que nos ayude a esclarecer como pudo haber sido este proceso”. El integrante del Colegio también aludió a la baja edad promedio del auditorio, resaltando que la actividad de la institución está incidiendo en estudiantes y gente joven, lo cual “es una demostración de la confianza que todos compartimos en la importancia de las ciencias naturales y exactas para configurar una cultura nacional”.

El trabajo de Andreas N. Lupas se centra en el uso de técnicas computacionales y de laboratorio para comprender cómo simples cadenas de aminoácidos se pueden convertir en proteínas complejas. En la sesión de ayer, el bioquímico profundizó en la cuestión de cómo las proteínas llegaron a ser plegadas, un problema que “aún no está del todo esclarecido y es la clave de una de las transiciones más importantes en el origen de la vida”, puntualizó el científico.

Lupas inicio la sesión explicando que, en los orígenes de la vida, más de 3.5 millones de años atrás, los péptidos, que fueron los primeros bloques de construcción de proteínas, estaban optimizados para funciones específicas que el RNA, (“el primer andamio para el plegamiento de proteínas”, según definió el biólogo), no podía realizar. Así pues, de esta combinación de funciones entre los péptidos y el RNA surgieron las primeras proteínas.

Un principio muy importante en el desarrollo de las proteínas fue la repetición de bloques de construcción básicos, un mecanismo fundamental de la biología que es capaz de producir complejidad. “La complejidad es el resultado de la repetición de componentes que ya han sido optimizados en una etapa evolutiva inferior”, precisó Lupas.

Según el científico, el inicio de la vida en el planeta tuvo lugar cuando las redes de polímeros fueron capaces de replicarse de forma autocatalítica. En otras palabras, la química orgánica se convirtió en bioquímica y fue “el primer paso simple en el que ya se puede observar una evolución darwinista”, puesto que el sistema ya era capaz de desarrollarse en una dirección en la que había una presión evolutiva.

La habilidad del RNA para almacenar información genética y catalizar reacciones es la base de la hipótesis de que las moléculas ribonucleicas son la clave en la conversión de información genética en proteínas. A su vez, también son residuos de un posible mundo primordial basado en RNA en el cual se consiguió el plegamiento de proteínas, un proceso bioquímico espontáneo y termodinámicamente irreversible por el cual la proteína toma su conformación tridimensional, y del cual depende la función biológica de cada proteína.  “Si una proteína no se pliega correctamente, no será funcional ni podrá cumplir con su función biológica”, explicó Lupas. El bioquímico concluyó señalando que “el plegamiento es fundamental porque las proteínas no pueden desarrollar una actividad catalizadora si no tienen una estructura tridimensional definida”.

Puede consultar la actividad completa en el canal de YouTube de El Colegio Nacional: https://www.youtube.com/watch?v=2-Ibms0GZtQ&feature=player_embedded

Fuente: CONACYT.