Ingeniería de proteínas

Por Eitel H. Lauría Para LA NACION
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26 de diciembre de 2001  

Hace unos meses se realizó un encuentro científico convocado por la Academia de Ciencias de Nueva York, cuyo tema fue designado con una palabra que no figura todavía en los diccionarios de la lengua inglesa: Proteomics . El término se refiere a una novísima disciplina cuyas aplicaciones se ubican en las fronteras mismas de la tecnología. Se trata del estudio e investigación de las sustancias básicas de la vida, las proteínas, en busca del conocimiento de su composición, su forma y estructura, y las funciones que cumplen en las células del organismo humano. El objetivo final perseguido es el diagnóstico y tratamiento de enfermedades.

Una célula típica puede contener miles de proteínas, y en el cuerpo humano hay muchas decenas de miles de proteínas diferentes. En cuanto a las dimensiones de las moléculas de proteínas, se expresan en nanómetros (millonésimas de milímetros) y, por lo tanto, su estudio cuantitativo se sitúa en el naciente y prometedor campo de la nanotecnología.

Máquinas moleculares

Las tres clases más importantes de moléculas en las células son el ácido desoxirribonucleico (ADN), el ácido ribonucleico (ARN) y las proteínas. La molécula de ADN es el soporte de las instrucciones genéticas, y el ARN, considerado una suerte de "negativo" del ADN, utiliza la información genética para producir las complejas moléculas de proteínas a partir de moléculas más simples, los aminoácidos. En cuanto a las proteínas, conforman una formidable maquinaria responsable de la fabricación y en ocasiones del traslado de muchas otras moléculas existentes en la célula.

En síntesis, las proteínas establecen una relación dinámica y constructiva entre la información almacenada en los genes y el conjunto de funciones biológicas de las células. Ejemplos de proteínas son las enzimas, que actúan como catalizadores en los procesos del metabolismo; la insulina, que regula la cantidad de glucosa existente en la sangre, y la hemoglobina, que transporta el oxígeno en el flujo sanguíneo.

Automontaje

Las proteínas, que tienen estructuras tridimensionales complejas y contienen cientos o miles de átomos, operan en las células mediante complicados procesos en múltiples etapas, con la finalidad de producir moléculas aún mayores. Entre las técnicas más importantes utilizadas en esos procesos es necesario citar el "automontaje", una técnica desconocida en los métodos de fabricación macroscópicos.

Implica que las moléculas, en condiciones físico-químicas adecuadas, encajan mutuamente como piezas de rompecabezas en virtud de poseer formas complementarias, o de la existencia de fuerzas atractivas, por ejemplo eléctricas. Es decir, las moléculas se organizan en unidades ordenadas y funcionales sin intervención externa, operando como máquinas programadas para establecer, suprimir o modificar vínculos entre otras moléculas. Esta estrategia se repite en los diversos niveles de la organización celular.

El automontaje es un proceso análogo al crecimiento de un cristal, en el cual un sólido tridimensional se va construyendo mediante el depósito ordenado y autónomo de capa tras capa de átomos o moléculas sobre su superficie. Los sólidos cristalinos responden a una geometría simple y regular y utilizan pocas clases de átomos y moléculas.

En las proteínas, las estructuras son complejas e irregulares, constituidas por muchas clases de moléculas. Esto implica la existencia de varios niveles de automontaje, y las investigaciones indican que el proceso global tiene una altísima eficiencia. En esto, como en muchos otros fenómenos biológicos, la naturaleza se muestra inteligente y sabia.

De lo expuesto se infiere la existencia de un mundo de estructuras químicas complejas y de métodos dinámicos y originales de fabricación de diversas moléculas asignadas a funciones muy específicas. Se trata de una notable maquinaria molecular cuyo estudio, incluido el diseño de nuevas moléculas, ha recibido el nombre de "ingeniería de proteínas". Sus objetivos clínicos son el desarrollo de marcadores para el diagnóstico y de poderosas herramientas terapéuticas.

Resumiendo, es un campo de estudio abierto hace pocos años, que está avanzando en forma acelerada y que constituye una de las grandes promesas del siglo XXI.

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