Clasificando un ovillo de pasta o la forma de las proteínas.

Imaginaos que tenéis que clasificar una extraño mezcla de todo tipo de pasta italiana ya cocida.  Podéis indicar su longitud de cada tira pero, ¿Cómo explicar su forma, marcar cada curva o analizar sus características? Los primeros investigadores que pretendían comprender las proteínas y como funcionaban  se enfrentaron a un reto parecido.

Las proteínas son grandes moléculas presentes en la totalidad de los seres vivos. Son elementos imprescindibles para la vida y muy variados lo que complica su análisis. Lo primero que se supo de ellos es que estaban formadas por la suma de muchos elementos pequeños llamados aminoácidos.  Hay cientos de aminoácidos distintos pero los seres vivos solo utilizamos 22 y la mayoría tenemos suficiente con 20. Estos elementos se unen como eslabones formando largas cadenas.  Así que el primer paso para clasificar una proteína era conocer cuales eran sus eslabones y en que orden estaban unidos. Solo esto proporcionaba millones de millones de combinaciones y paso a ser conocido como la estructura primaria de la proteína.  Pero este solo era un primer paso.

Volviendo a nuestro ejemplo de la pasta, las cadenas de aminoácidos no se quedan perfectamente alineadas sino que necesitan modificar su forma para trabajar correctamente. Hay dos opciones principales, pueden girarse en forma de hélice, recordando al  fusilli,  o bien expandirse en forma de laminas aproximadamente planas. Es lo que se conoce como estructura secundaria. Y es sólo el segundo paso.

Era mucho pedir que las proteínas se enrollasen como una hélice y se mantuviesen rectas. Igual que la pasta cocina, esas hélices (o láminas planas) se despliegan formando una maraña orientada en diferentes direcciones. Algo así como los típicos nidos de pasta. Y como podéis imaginar es bastante complicado encontrar y seguir cada giro y curva de estas cadenas en tres dimensiones. Sobre todo porque estamos hablando de moléculas que sigue siendo diminutas a pesar de estar formadas por miles de elementos.  Seguramente pensareis que ya hemos terminado. Después de todo, no se conocen más que tres dimensiones ¿verdad? Error. Las proteínas tiene otro pequeño truco. Varias de ellas pueden unirse formando estructuras más complejas. Se denomina estructura cuaternaria y ya permite definir totalmente la forma de una proteína.

El análisis de la forma de estas proteínas es un tema increíblemente complejo. Para identificarlas se utilizan principalmente tres métodos:  cristalografía de rayos X, espectroscopia por resonancia magnética y microscopia electrónica.  El paciente y costosa trabajo esta recopilado en banco de datos como el Protein Data Bank que permite el acceso a unas 68.700 proteinas de muy diversas características. No os perdáis las simulaciones en 3D de las moléculas, son realmente interesantes.

Una proteína relativamente pequeña y sencilla formada por cuatro subcadenas. La hemoglobina. Fuente: Wikipedia

Descubrir y analizar todas estas estructuras resultó un logro científico impresionante para la ciencia y los investigadores responsables. Seguro que el Monstruo de Espagueti Volador  estaría orgulloso de ellos.