sábado, 24 de diciembre de 2011

DESTRUCCIÓN ESENCIAL PARA LA VIDA

Durante los años 60 del siglo XX, mientras estudiar el ADN estaba de moda en el ámbito de la biología, Avram Hershko decidió ir a contracorriente y dedicarse a las proteínas, a las cuales (en aquel momento) no se les prestaba demasiada atención. Gracias a su obstinación, hizo descubrimientos importantísimos en el ámbito de la biología molecular, como los mecanismos que permiten la regeneración de los distintos componentes celulares de los que estamos hechos los seres humanos. Su trabajo obtuvo recompensa en el año 2004, cuando recibió el premio Nobel de Química.


Avram Hershko 
En el 2004, la revista científica New Scientist anunció el premio Nobel escribiendo "La ciencia de la destrucción de las proteínas celulares gana el Nobel".




Extraño fue que ganara un Nobel unos conocimientos sobre la destrucción y no sobre la vida. El estudio demostraba como resulta necesario la destrucción para la vida. No es posible tener células vivas que solamente creen cosas sin eliminar nada: las células deben deshacerse de ciertas cosas en el momento oportuno. 




El ser humano está formado de proteínas. Todos hemos oído hablar del ADN, el material hereditario, nuestros genes. Pues bien, el objetivo de nuestros genes es crear proteínas. Los genes son la información, son como el disco duro de un ordenador que contiene los datos. Pero necesitamos la máquina que resulta de esos datos, así que cada gen codifica una proteína. Por eso tenemos genes: para crear proteínas. Las proteínas son las máquinas de nuestras células. Y se encargan de todo en las células: de todos los procesos químicos, de las enzimas, de todos los procesos físicos, del funcionamiento cerebral... Todo está hecho de proteínas, por eso son tan importantes.




Pero las proteínas se estropean con el tiempo, son una estructura muy delicada que acaba dañándose por el oxígeno, por los radicales de oxígeno: el mero hecho de respirar ya daña nuestras proteínas. Así que hay que destruir las que están estropeadas para fabricar nuevas proteínas en su lugar. La renovación es muy importante: hay que eliminar las malas proteínas.




Si no se eliminan las que están mal, entonces se acumulan en el organismo. Por ejemplo, el Alzheimer o el Parkinson se deben a la acumulación de proteínas en mal estado, proteínas malas. Normalmente no enfermamos, porque las hemos eliminado. Pero a veces, cuando no se eliminan, o cuando no se eliminan bien, contraemos esas enfermedades y otras. El segundo motivo de la importancia de la destrucción de proteínas es que permite una regulación. Funciona como un interruptor. Ya sabes, puedes encender un interruptor, pero también tienes que poder apagarlo. Cuando arrancas un vehículo, también tienes que poder apagarlo o frenar si está en marcha. 




No se puede dejar encendido un interruptor para siempre. Hay que parar en el momento adecuado. Así que la destrucción sirve para parar ese interruptor, para detenerse. He aquí las dos funciones principales de la degradación o la destrucción de proteínas. Es algo básico y esencial para la vida.




Unas proteínas se degradan o destruyen en pocos minutos y otras tardan semanas. Avram Hershko se hizo esa pregunta hace 4 décadas. Cuando era joven y, por casualidad, descubrió el problema de la degradación proteínica y observó que algunas proteínas se destruían muy rápidamente, mientras que otras no. La pregunta en aquel momento consistió en el por qué esta destrucción era diferente según las proteínas. Tardó poco en descubrirlo junto con su equipo de investigadores. Resulta que la proteína que debe destruirse está marcada: se le pone una marca que está relacionada con otra proteína llamada ubicuitina. Así que hay una marca que se produce mediante enzimas muy inteligentes, que saben qué proteína marcar. La marca se añade a la proteína y entonces la proteína queda marcada para morir. En su momento se le llamó "el beso de la muerte", así lo llamó el comité del Nobel. Pues bien, cuando la proteína recibe el beso de la muerte, es enviada a una máquina, un orgánulo celular llamado proteasoma. Pero lo más importante es el marcaje porque la proteína tiene que marcarse para poder ser enviada al lugar adecuado para su destrucción. Eso es lo más importante del descubrimiento del equipo de investigación de Avram Hershko.




La marca que va a la proteína para su degradación o destrucción no indica cuándo tardará, si será inmediato o si ocurrirá al cabo de dos semanas. En cuanto se pone la marca, la destrucción es inmediata. Pero la marca no se pone inmediatamente, sino que el marcaje se produce a velocidades distintas para las diferentes proteínas. Todo el sistema es muy inteligente, se decide qué proteína debe recibir la marca y con qué rapidez. Hay, por lo menos, mil enzimas diferentes, que se llaman ligasas de ubicuitina,cuya función es poner la cantidad adecuada y en el momento oportuno. Y un gran porcentaje de nuestro genoma, alrededor del 5% de todos nuestros genes, se destina a fabricar diferentes enzimas, cada una de las cuales envía ubicuitina a ciertas proteínas en determinados momentos. Por eso el sistema funciona tan bien, porque las enzimas saben cómo reconocer aquello en lo que trabajarán.




Pero la pregunta es ¿el sistema puede fallar?¿Pueden ocurrir errores?¿Se ponen a veces marcas en lugares erróneos? Y la respuesta según Avram Hershko es que puede ocurrir que todo vaya mal. No hay nada que sea perfecto al 100%. Normalmente no sale mal, pero a veces sí. Cuando las cosas van mal, nos ponemos enfermos. Por ejemplo, la división celular es un proceso extremadamente controlado. Y este control se debe a la degradación de proteínas específicas. Hay dos tipos diferentes de proteínas en ese control: las que estimulan la división celular -se llaman oncoproteínas- y las que detienen, la inhiben. Cuando la proteína estimuladora no se degrada, la división aumenta. Y provoca cáncer, porque el cáncer se debe a la división celular descontrolada. O cuando la división se realiza demasiado rápido, nuevamente se produce cáncer, porque el vehículo se queda sin frenos y sigue avanzando, y las células empiezan a dividirse cuando no deberían hacerlo. Así que, en algunos casos, el sistema de degradación de proteínas pueden funcionar mal, y entonces sufrimos enfermedades. Principalmente cáncer, pero también enfermedades degenerativas: Alzheimer o Parkinson. Por eso es tan importante entender el sistema.




Gracias a los conocimientos sobre este proceso degradativo de las células, empezamos a saber por qué se producen enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson o el cáncer. Así funciona y avanza la ciencia: primero entendemos algo, intentamos  comprenderlo. La investigación básica se realiza por pura curiosidad: alguien siente curiosidad y quiere saber cómo funcionan las cosas. Sin embargo, una vez satisfecha la curiosidad, también se puede ayudar a los demás porque, cuando entendemos algo, podemos hacer algo al respecto. Así pues, lo que hizo Avram Hershko fue una investigación básica, pero que acabó conduciendo a la comprensión de ciertas enfermedades y, a la larga, puede llevarnos a nuevos tipos de fármacos para combatirla. De hecho, ya hay algunos fármacos: hay uno que ya se está utilizando y que va muy bien para combatir cierto tipo de cáncer. Éste sí que está ya en uso. Y se están investigando otros contra enfermedades neurodegenerativas que son más difíciles de tratar, pero todavía no se están utilizando. Ahora bien, por lo menos tenemos una manera nueva de abordar estas enfermedades, y esto es importante: con un poco de suerte nos llevará a nuevas generaciones de fármacos que nos ayudarán a controlar mejor el proceso.




En general, nuestro cuerpo es muy bueno en hacer esto. Nuestro organismo comete errores, pero los errores son muy poco frecuentes, mejor expresado muy infrecuentes, y la mayoría de las veces, si se producen errores, se corrigen. Nuestros miles de millones de células funcionan conjuntamente. Todo está programado para que nuestro cuerpo esté sano la mayor parte del tiempo durante un período bastante largo, y nuestras proteínas están bien durante muchos años; esto es así porque se regeneran. Se crean nuevas proteína todo el tiempo, y las antiguas proteínas se degradan, porque nuestro cuerpo funciona así constantemente.




Lás células son complejas e inteligentes, destruyen las proteínas desmontándolas y utilizando las piezas para fabricar nuevas proteínas. Continuamente se generan nuevas proteínas a partir de proteínas antiguas, pero primero hay que romperlas en trocitos y destruirlas. Una vez destruidas se reutilizan para construir nuevas proteínas. Así están hechas la proteínas: se componen de unidades fundamentales. La degradación proteínica las desmonta en piezas, y luego se construye nueva vida a partir de estas piezas.



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