El poder de las proteínas

«Proteína» es una palabra singular y una porción del Universo todavía más singular. Procede de un étimo griego que quiere decir «de importancia primordial», y así es, puesto que sin proteínas no habría vida.

Proteína fue el nombre sugerido por el empedernido acuñador de nombres de compuestos orgánicos, el químico sueco Jöns Jakob Berzelius. El químico holandés Gerardus Johannes Mulder siguió la sugerencia de Berzelius en 1839 cuando desarrolló una fórmula básica para los que en esa época se denominaban «compuestos albuminosos», como la clara del huevo (caseína) o la globulina sanguínea.

Los carbohidratos y las grasas proporcionan carbono, hidrógeno y oxígeno (en varias formas); pero las proteínas proporcionan además nitrógeno, azufre y a menudo fósforo. Las proteínas son complejas y sólo en la actualidad los científicos están descubriendo en toda su extensión estas formas complejas de la célula viva.

Los métodos antiguos de análisis orgánicos eran demasiado bastos para descifrar la estructura de las proteínas, pero permitían analizar sus unidades estructurales de aminoácidos formados por: un patrón básico de átomos de hidrógeno y nitrógeno; un grupo de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno, y un grupo radical de átomos que identifica a un aminoácido determinado.

Como resultado que otro químico sueco, Theodor Svedberg, inventara la ultracentrífuga en 1923 (por lo que le concedieron el premio Nobel), los científicos pudieron determinar los pesos moleculares de muchas proteínas, basándose en la velocidad de sedimentación. Los resultados fueron asombrosos, ya que se observó que algunas proteínas tenían pesos moleculares del orden de millones, lo que indicaba que su estructura era realmente compleja.

La tecnología actual ha ayudado a examinar la estructura de las proteínas: resonancia nuclear magnética, cromatografía, espectrofotometría, difracción de rayos X, etc. Se descubrió que, a pesar del gigantesco número de aminoácidos posibles en teoría, las proteínas presentes en la Tierra contienen sólo veinte variedades. Es bastante probable que un filón de otro planeta no sea igual que el terrestre.

Durante años, los científicos creyeron que lo que descubrían sobre las proteínas en sus tubos de ensayo era verdad para las proteínas de las células vivas, pero esto ha resultado ser algo presuntuoso. Preguntas sin respuesta sobre las proteínas celulares están acaparando la atención de los científicos, ya que parece que las proteínas no se pliegan, enrollan o rompen por sí mismas. Necesitan ayuda.

«Plegar» es la palabra clave. Los aminoácidos que componen una proteína deben ser ordenados correctamente para que cada componente ocupe su lugar y realice la función adecuada. No puede haber un átomo de nitrógeno moviéndose libremente, cuando debe estar ensamblado a algún otro. Mary-Jane Gething y Joseph Sambrook han descrito las interesantes funciones de ciertas proteínas celulares que ejercen de enlaces. Parece que su función consiste en: 1) ayudar a las moléculas de proteínas complejas a plegarse de forma adecuada; 2) estabilizar compuestos intermedios parcialmente plegados o proteínas inactivas; 3) reordenar las macromoléculas celulares que se unen y se disgregan; 4) proteger a las proteínas que padecen sobrecarga ambiental, y 5) decidir las proteínas que se deben destruir.

Todas estas investigaciones pueden parecer esotéricas, pero son de importancia vital. Estamos vivos, ¿por qué no saber todo lo posible sobre nuestra vida? Las nuevas investigaciones sobre proteínas de la biología molecular pueden permitir la comprensión y el tratamiento de varias enfermedades, incurables en la actualidad. Desarrollaría fármacos eficaces, diseñados para ayudar a las células a curarse a sí mismas y a prevenirse. Utilizando los «enlaces», la biotecnología podría ser capaz de producir proteínas humanas fundamentales, en cantidades impensadas en la actualidad.

También se describe a las proteínas como productores a la manera de cadenas de montaje, como bombas de transferencia y como los motores que, literalmente, impulsan la vida. En una conferencia reciente, la pregunta crucial era: ¿cómo usa la energía química la fabricación de proteínas? Algunos piensan que el quid está en el cambio de forma, pero otros no están de acuerdo. Es difícil descubrir la verdad, puesto que, para entender cómo funcionan las distintas reacciones químicas, es necesario hacer un inventario de las partes implicadas, identificar los compuestos químicos intermedios de cada reacción, medir las constantes de velocidad para las transiciones y describir la estructura detallada de la proteína. Todavía no hay comprensión suficiente sobre cada una de estas etapas. Los bioquímicos y los biólogos moleculares continuarán con sus investigaciones sobre proteínas, así que mantengámonos al corriente. Cuando preguntaron a Freeman J. Dyson qué fue primero en la evolución de la vida, las proteínas o el ADN, respondió que las proteínas.

Entender las proteínas ayudará a la humanidad a profundizar más en los misterios, no sólo de la patología celular, sino del origen mismo de la vida.