Una proteina de 450 m.a. desvela los pasos de la evolución


Científicos de la Universidad de Oregón y de Carolina del Norte (Estados Unidos) han recreado, por primera vez, la estructura atómica de una proteína de hace 450 millones de años. Cada uno de los 2.000 átomos de esta proteína se ha localizado en un mapa detallado.

El trabajo ha permitido conocer cómo la evolución ha modelado en millones de años esta maquinaria molecular a nivel atómico, hasta alcanzar la versión actual. Algunos de estos cambios en las funciones de los genes hoy son cruciales para nuestro organismo, escriben en la revista «Science».

Entender en detalle cómo las proteínas -los caballos de carga de cada célula- han evolucionado en el tiempo era casi una misión imposible porque no había proteínas antiguas aptas para su estudio. Así que los investigadores Thornton y Jamie Bridghamver utilizaron sofisticadas técnicas de computación para «resucitar» la antigua proteína humana. Volvió a la vida, tras recrear su secuencia genética y sintetizar la proteína en una célula humana.

Concentraron sus esfuerzos en una proteína conocida como «receptora glucocorticoide» que juega un rol clave en la respuesta del organismo ante el estrés humano, al utilizar una hormona conocida como cortisol. Sólo se necesitaron siete mutaciones en 450 millones de años para desarrollar esta función biológica esencial.

Hasta pudieron deducir el orden en el que se sucedieron los cambios, ya que ciertas alteraciones habrían provocado la pérdida total de las funciones de la proteína, si otras modificaciones dejaban de utilizarse.Para reconstruir la larga historia de esta proteína, los investigadores utilizaron un banco de donantes que contenía un gran número de secuencias de los receptores modernos.

Además crearon una imagen tridimensional de la proteína tal como era hace 450 millones de años, recurriendo a una técnica de cristalografía con rayos X que permitió localizar el emplazamiento de cada uno de sus 2. 000 átomos. Después, utilizando la estructura de cristal de este recuperado ancestro, introdujeron los cambios que condujeron a la evolución del receptor glucocorticoide.

«Nunca antes habíamos podido remontarnos tan atrás en el tiempo y ver los mecanismos por los cuales funciona la evolución de una máquina molecular a la escala atómica», explicó Joe Thornton, biólogo de la universidad de Oregon y principal autor de esta investigación. «Vimos cómo la evolución actuó sobre la estructura antigua de la proteína para producir una nueva función crucial para el humano actual».

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