El arte de ser multifuncional: proteínas “workaholic”

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El arte de ser multifuncional: proteínas "workaholic"

Ser humano

El arte de ser multifuncional: proteínas “workaholic”

Cuando la implacable Miranda Priestly (Meryl Streep), en la película El diablo viste a la moda, da una orden apenas se baja del automóvil, comienza el caos. Sin saber todo lo que tiene que hacer su asistente personal, Andrea (Anne Hathaway) o, como le gusta decirle, Emily, Miranda le lanza instrucciones para encontrar las cosas como le gusta: ordenar su escritorio, colocar estratégicamente el vaso de agua, acomodar las revistas del día, ir por los libros más nuevos de Harry Potter, agendar citas, entregar informes, retocarse el maquillaje, organizar al chofer e incluso cómo acomodarse el peinado. Las aspiraciones de Andrea –inmiscuirse en el mundo de la moda– hacen que se vuelva una persona multifuncional.

 

Dicen que ser una persona multifuncional o multitasking tiene muchos beneficios en el trabajo o en el hogar. Especialmente, se ha creído que las mujeres manejan mejor el hecho de realizar más de una función a la vez. Nuestro cerebro primitivo fue diseñado así desde el principio. Las funciones de las mujeres en la comunidad primitiva era seleccionar alimentos, cuidar hijos, estar al pendiente de muchas cosas… ¡Todo a la vez! Y sí, parece que hoy son muchas las personas se han especializado en eso, hombres y mujeres realizamos múltiples actividades en el día a día y sin darnos cuenta acabamos como Andrea, la asistente de Miranda, haciendo malabares con nuestras actividades. Se ha visto que la multifuncionalidad puede resultar hasta peligrosa para la salud, cuando nos exigimos tanto que acabamos fundidas después del trabajo. Por eso, aunque es común hacer muchas cosas a la vez, creo que lo mejor es hacer una, para acabarla bien y después atender otra. Preferible esto a dejar muchas mal terminadas o, peor aún, incompletas.

Una mujer cuidando a su hijo mientras realiza funciones laborales. 
Una mujer cuidando a su hijo mientras realiza funciones laborales. 

Sin embargo, donde creo que la multifuncionalidad sí es genial es en todos los equipos y aparatos que pueden hacer muchas labores por nosotros en el trabajo y en la casa, lo cual permite tener tiempo para dedicarse a lo que realmente nos gusta. Nos encanta la impresora que escanea, imprime y hace copias, así como la lavadora que seca y casi que plancha, y qué decir del robot que pasa toda la noche trabajando para que al día siguiente el piso esté más que limpio y reluciente. Incluso el celular que nos acompaña todos los días nos permite hacer muchas cosas a la vez, desde escuchar música mientras vemos fotos o navegamos en internet, hasta chatear y mandar correos, con el riesgo de acabar adjuntando el archivo equivocado y enviarlo a la persona equivocada.

 

Si ser multifuncional es una gran ventaja en algunas áreas, no podía esperarse menos que encontrar esta capacidad en la naturaleza y, especialmente, en las proteínas, sobre todo en las de algunas bacterias. Esto ocurre, y parece que de una manera más organizada y tranquila que como lo vemos en las personas.

 

¡Ya llegué, mi amor; ya me voy, mi amor!: las proteínas y sus dos trabajos

 

La multifuncionalidad es una ventaja que la evolución le ha concedido sólo a algunas bacterias. Sí, la evolución, ese proceso que nos traído hasta donde estamos hoy y que nos seguirá empujando para prevalecer en los ambientes más hostiles de nuestro medio ambiente. ¿Y cómo es que la evolución ha sido tan benévola con algunos organismos? Las condiciones de vida no son las mismas para todos, hay situaciones en las que se requiere hacer un uso eficiente de la función de las proteínas con las que cuenta cada organismo. Es el caso de de las proteínas. Existen aquéllas que logran realizar más de una función a través de modificaciones que hacen de su propia estructura, pero otras, sin cambiar su estructura, pueden hacer más de una función. Esto resulta increíble como estrategia para muchas bacterias que, por azares de la evolución, han tenido que mantener un genoma pequeño. El genoma almacena toda la información para crear un organismo nuevo y realizar sus funciones biológicas básicas. Este genoma posee un código de cuatro letras llamadas bases, que se organizan en pares y crean millones de combinaciones que resultan en la diversidad biológica que conocemos.

 

Pero, ¿cuánto es pequeño cuando hablamos de un genoma? Comparemos: el ser humano tiene cerca de 6 billones de estas bases de ADN comprimidos en una longitud de aproximadamente 2 metros; en cambio, Escherichia coli, bacteria que se aloja en el intestino de muchos animales, incluyendo el humano, posee poco más de 4 millones de bases, que ocuparían no más de dos milímetros de largo. Pero todavía existe un caso más drástico. Las bacterias que infectan los glóbulos rojos del ganado bovino Anaplasma marginale y Mycoplasma wenyonii tienen más de 1 millón y casi 600 mil bases, respectivamente, y ocupan una longitud que no alcanza ni el medio milímetro de una regla de medición. Queda claro que estas dos últimas tienen un genoma muy pequeño, por lo que tuvieron que aprender a optimizar de manera eficiente todas las proteínas que contienen, de lo contrario hubiera sido difícil sobrevivir a lo largo de su existencia.

 

De manera equitativa, la naturaleza así como te quita también te da, y el caso particular de los genomas de las bacterias bovinas son un caso sumamente interesante. En los últimos años se han analizado sus genomas y encontrado que poseen diversas proteínas multifuncionales, que les ayudan tanto a sus funciones básicas como a la supervivencia en su entorno, incluyendo el armamento necesario para infectar las células de alguna pobre vaca.

Las vacas corren riesgo de contagiarse de anaplasmosis, que se transmite por garrapatas. 
Las vacas corren riesgo de contagiarse de anaplasmosis, que se transmite por garrapatas. 

Y como resulta que ellas (las bacterias) viajan ligeras de equipaje con su genoma pequeño y son capaces de infectar a muchos bovinos en un rancho, incluso hasta causarles la muerte, se debe poner especial interés en estas proteínas multifuncionales que les han sido otorgadas. Sobre todo porque los animales que se infectan con estas bacterias están destinados a la alimentación del ser humano, y como cada vez somos más habitando este planeta, la lucha por la producción de la comida es un tema que toma más importancia con el tiempo.

 

Ahora, ya que sabemos que algunas bacterias (además de otros organismos como levaduras y plantas) tienen proteínas multifuncionales, la pregunta lógica es cuáles son éstas. Hay proteínas que participan en procesos básicos del funcionamiento de cualquier bacteria, como obtención de energía, síntesis de aminoácidos, activación de genes, muerte celular, entre otros. Estas proteínas, además de participar en estas funciones básicas, también desempeñan funciones extra; es como si tuvieran dos “trabajos”.

 

Enfoquémonos en una proteína llamada enolasa. Su primer “trabajo” es participar en los procesos metabólicos para la obtención de energía dentro de la célula, y el segundo es presentarse en la superficie de la bacteria y participar en el proceso de infección en las células del organismo que invade. Por lo tanto, una proteína que tiene muchas funciones podría considerarse como un buen blanco para el control de bacterias invasivas, ya que, si lográramos bloquearla, impediríamos que infecte a diferentes células. Como en el caso de las bacterias que infectan a los bovinos, donde el bloqueo de la enolasa impediría la invasión a los glóbulos rojos del animal. Esto empieza a sonar más como a una proteína que podría ser utilizada como una especie de vacuna, ¿no?

Las vacunas son muy eficaces, y son la mejor protección contra muchas enfermedades graves.
Las vacunas son muy eficaces, y son la mejor protección contra muchas enfermedades graves.

Una vacuna es mejor que un bolso Prada

 

Así como, al final de la película, Andrea logra cumplir con todas las demandas de Miranda gracias a su capacidad multifuncional que rindió frutos (aunque Miranda nunca demuestre que está contenta con el trabajo), las proteínas multifuncionales logran cumplir su trabajo exitosamente, ya que se ha visto que son muy buenas candidatas para desarrollar vacunas contra diversas enfermedades, y parece que funcionan muy bien. Si esto es así, nosotros le apostamos a que la enolasa podría ayudarnos a prevenir la anaplasmosis (una de muchas enfermedades transmitidas por garrapatas) en el ganado bovino y evitar con esto la pérdida de animales y también de dinero.

 

Hablar de vacunas nos recuerda a las del SARS-Cov2. Con tanta información que nos dieron los medios de comunicación durante la pandemia, tal parece que ya somos expertos en vacunas y hasta tenemos preferencia por algunas en particular. Sin embargo, el desarrollo de una vacuna toma más tiempo y requiere de muchos estudios antes de que podamos aplicarla a los animales. La idea de usar la enolasa como una posible vacuna se basa en unas secuencias especiales que tiene, las cuales son fácilmente reconocidas por los famosísimos y renombrados anticuerpos de los animales y evitarían la invasión de los glóbulos rojos. Para llegar a la identificación de estas secuencias especiales se tiene que desarrollar un trabajo amplio utilizando programas que están disponibles en internet. Así es, los científicos también cuentan con un tipo de programas y aplicaciones novedosas en los que juegan con los genes y proteínas, no tanto como un videojuego, pero sí es entretenido por varias o muchas horas.

 

En estos programas informáticos casi que es posible preguntar de todo a las proteínas, ¿cuánto pesa?, ¿dónde se localiza?, ¿tiene secuencias especiales? ¿te puede identificar un anticuerpo? Entre muchísimas más preguntas que nos ayudan a entender sus “trabajos”. Cuando hablamos de estas secuencias especiales nos referimos a que nosotros podemos “hacer pedacitos” la secuencia completa de la proteína y seleccionar sólo aquellos que nos interesan. Porque cada uno de estos “pedacitos” tiene características muy particulares y algunos son más fácilmente identificables por los anticuerpos que defienden al animal ante la presencia de las bacterias patógenas.

 

Entonces, si nosotros juntamos la parte bioinformática con lo que se sabe de la proteína y sus funciones, podremos seleccionar una serie de “pedacitos” de la proteína de interés que si lo deseamos podemos solicitar que una empresa biotecnológica los genere y nos entregue los “pedacitos” por mensajería. Nos enviarán un tubo pequeño con un polvo que contiene los pedazos de la proteína que nos interesan. Ahora sí, este es el material que nos permitirá trabajar un buen tiempo, enfocándonos en hacer experimentos en el laboratorio que nos dirán si los pedacitos de la proteína que seleccionamos realmente los pueden identificar los anticuerpos. Si esto llega a pasar, estaríamos en los primeros pasos para desarrollar una vacuna, porque de aquí en adelante tenemos que hacer una serie de experimentos antes de siquiera poder decir que contamos con una de éstas. Y eso, sí que nos puede tomar algunos o muchos años. Sin embargo, no todo está perdido, aún podemos sorprender a Miranda Priestly.

Fotograma de El diablo viste a la moda (2006), del director David Frankel.
Fotograma de El diablo viste a la moda (2006), del director David Frankel.
El arte de ser multifuncional: proteínas “workaholic”

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Responsable de la última actualización de este número: Roberto Abad, Av. Universidad 1001, Col. Chamilpa, CP 62209.


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