Revista de Divulgación Científico-Tecnológica del Gobierno del Estado de Morelos

¿Qué son las enfermedades moleculares?

Biofísica molecularDr. Ramón Garduño Juárez / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Instituto de Ciencias Físicas de la Universidad Nacional Autónoma de México, campus Morelos.
Archivo: Biofísica molecular

Hasta la fecha la idea de enfermarse está relacionada con cualquier alteración del equilibrio físico, mental y/o social de los seres vivos. Todos los organismos vivos están expuestos a padecer algún tipo de enfermedad a raíz de numerosas causas que afectan la salud. Estas causas pueden ser múltiples y se han clasificado en aquellas generadas por un trauma, por una invasión molecular (envenenamiento) o biológica (infección microbiana o por virus) y por mutaciones patógenas. Estas últimas están involucradas en el estudio de muchas enfermedades denominadas enfermedades conformacionales
         Los seres humanos para poder "existir" utilizamos aproximadamente 30 mil tipos de proteínas, que se renuevan cada segundo y que, obedeciendo las órdenes escritas en nuestro código genético, trabajan para conseguir el funcionamiento normal de nuestros órganos. Cada una de ellas lleva a cabo una función determinada. Para que las proteínas puedan llevar a cabo su función, éstas deben adquirir una estructura tridimensional (3D) específica por medio de un proceso llamado plegado. A la fecha no se conocen con exactitud los mecanismos moleculares que le permiten a las proteínas plegarse correctamente. Las células de nuestro cuerpo siempre están alertas para asegurarse que el plegado de una proteína sea el correcto. Aun así, a veces, las proteínas pueden sufrir una mutación genética que puede provocar cambios en su composición, impidiendo que logren su forma funcional y que realicen las actividades que tienen asignadas. Esto acaba dando lugar, en muchos casos, a la formación de macromoléculas de agregados tóxicos, que bloquean el sistema de control de calidad proteica de nuestro cuerpo y acaban provocando la muerte celular.
         Dado que la función de la proteína viene dada por su forma 3D, cualquier cambio en esta forma, la convierte en una proteína totalmente diferente, que ha perdido su función biológica. Un ejemplo de este fenómeno lo observamos al freír un huevo. Cuando rompemos un huevo podemos ver la clara y la yema. La yema constituye la célula huevo que originará, de estar fecundado, un nuevo organismo. La clara de huevo es el nombre común que hace referencia al líquido semitransparente que contienen los huevos, y se caracteriza por su alto contenido en proteínas solubles cuyo principal componente es una proteína que científicamente es conocida como ovoalbúmina. Al entrar en contacto con el calor, la ovoalbúmina cambia de forma, es decir se coagula, transformándose en una pasta semidura de color blanco que es un agregado de moléculas de ovoalbúmina incorrectamente plegadas. Este efecto es irreversible, en otras palabras, si la enfriamos no le podemos devolver su aspecto original, y en esta nueva forma la ovoalbúmina ha perdido su función biológica; se ha plegado incorrectamente.
         La agregación proteica y el plegamiento incorrecto de las proteínas es el origen de muchas enfermedades denominadas conformacionales, que pueden ser de origen genético o de aparición espontánea. Estas enfermedades se pueden clasificar en tres tipos. Las Enfermedades por Agregación que se caracterizan por la acumulación de proteínas con un plegamiento diferente al nativo y que tienen la tendencia a agregarse. Ejemplos de estas enfermedades son el Alzheimer, la diabetes tipo II y el Parkinson. Las enfermedades por desestabilización que no dan lugar a agregados de proteína, pero la función se pierde porque disminuye mucho su estabilidad estructural debido a múltiples cambios en su forma 3D. Ejemplos de estas enfermedades son la fenilcetonuria, algunos canceres, la hipercolesterolemia y la trombosis. Y las enfermedades priónicas que son causadas por proteínas que se pliegan en formas alteradas capaces de "convencer" por medio de una coerción molecular a las proteínas normales para que éstas adopten una conformación maligna. Un prión es una proteína patógena que tiene alterada su estructura como resultado de un plegamiento incorrecto. A diferencia del resto de los agentes infecciosos (virus, bacterias, hongos, etc.) que contienen ácidos nucleicos (ADN, ARN o ambos) los priones sólo están compuestos por aminoácidos. Casi todos los procesos neurodegenerativos se pueden clasificar dentro de este tipo de enfermedades producidas por priones, que afectan a seres humanos y animales durante un período de incubación prolongado, con carácter transmisible y evolución clínica fatal.
         Un ejemplo es la enfermedad de las "vacas locas", o encefalopatía espongiforme bovina, que se puede transmitir a los seres humanos por medio del consumo de las partes de animales infectados. Esta enfermedad recibe su nombre debido al aspecto espongiforme, como el de una esponja marina, que presenta el cerebro de animales y personas infectados
Los orígenes de todas estas enfermedades moleculares no han sido descubiertos en su totalidad; y es la razón principal que obliga a realizar investigaciones experimentales y teóricas de estos procesos moleculares. El propósito final de estos estudios es el desarrollo de fármacos que bloqueen la síntesis de las proteínas aberrantes, o para evitar que estas se agreguen.

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