Hablar de vida es hablar de oxígeno. Salvo en lugares tan extraños y, a la vez, tan comunes como nuestro intestino, las barricas de fermentación del vino o los géisers de Yellowstone, allí donde habita apaciblemente el oso Yogui, los organismos terrestres necesitan oxígeno para vivir. En principio, buscar las huellas de la vida es seguirle la pista al oxígeno. Una búsqueda que comienza mirando más en detalle nuestros puentes y acerías.

El hierro de nuestros edificios y barcos proviene de una época muy remota, entre hace 3.500 y 2.500 millones de años. Entonces el oxígeno producido por ciertas bacterias no acababa en la atmósfera, sino en los océanos. Allí reaccionaba con las grandes cantidades de hierro existentes formando enormes acúmulos de óxido de hierro en el fondo marino. Es de estos lugares donde obtenemos el hierro que necesitamos para edificar y mantener nuestra civilización.

Para descubrir las formaciones de hierro más antiguas debemos viajar hasta Isua, en Groenlandia. En esa helada región encontramos la evidencia más antigua de la existencia de oxígeno libre sobre la Tierra. Y no sólo eso. Tras analizar químicamente las rocas de Isua se ha descubierto una cantidad de carbono anormal. El carbono es el elemento químico que sirve de armazón para construir los seres vivos y para muchos el nivel de carbono en las rocas de Isua son prueba de que existía vida, a la vez que oxígeno, hace 3.800 millones de años .

Pero, ¿y antes? La única roca conocida más antigua que las de Isua es el Gneiss de Acasta, en el Ártico canadiense. Su edad es de 4.000 millones de años y en ella no se ha encontrado vida. Y no porque no la hubiera, sino porque la roca ha sido calentada y comprimida hasta tal punto que cualquier traza de vida que pudiera contener ha sido eliminada.

A lo largo de su vida, la Tierra se ha ocupado de borrar cuidadosamente las huellas que pudiera haber dejado la vida primitiva. La búsqueda de las huellas de la vida más antiguas debe hacerse, no sólo en las rocas más antiguas, sino en aquellas que, además, han permanecido prácticamente inalterables durante miles de millones de años.

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[...] la bioquímica María González, de 29 [años], inaugura la secretaría de Innovación [...]

Vía: El País

Enlace relacionado: blog personal de María González

 

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Tras 15 años defendiendo dichas ideas, un norteamericano, en una conferencia daba pruebas que demostraban FIRMEMENTE la existencia de dicho aparato. ¿cual fué la reacción del profesor? Acercarse y darle la mano delante de todo la audiencia, agradeciéndole el haberle abierto los ojos, ya que llevaba 15 años equivocado.

Dawkins utiliza la historia para explicar que en la ciencia se piensa y se valora la crítica, algo que no solamente no se apoya, sino que se persigue en muchas religiones.

Investigar que hay detrás de las cosas a menudo implica darse cuenta de que uno estaba equivocado. Aprender que uno estaba equivocado y que son cosas que pasan cuando se intenta avanzar es lo que mueve a la ciencia y poco a poco al mundo.

Esta semana he visto un caso que me ha parecido exactamente igual de admirable:

En la investigación de cualquier organismo (en este caso Drosophila), ocurre muchas veces que se conoce el efecto final que tiene una mutación en un sitio determinado del genoma, pero se desconoce qué tipo de gen es el causante, es decir, para qué proteína codifica. Es decir, sabemos que hay un gen defectuoso, pero no en que cromosoma está.

Este es el caso del gen radish; aunque ahora se tiene más o menos certeza de su papel, hace unos años sólo se sabía que si estaba mutado, las moscas presentaban defectos en aprendizaje y memoria.
En Febrero de 2004 se publicó en la revista Current biology (Science) un artículo realizado por gente de Taiwan, Estados Unidos y Gran Bretaña. El artículo proponía que el gen de Drosophila radish codificaba para una proteína de la familia de las Fosfolipasas.
Más tarde, en septiembre de 2006, un grupo de Massachusetts publicó en la revista PNAS un artículo sobre el mismo gen, radish, pero en el cual llegaban a distinta conclusión que sus predecesores en cuanto a su función. En lugar de generar una fosfolipasa, descubrieron que el gen producía una proteína confunción distinta, la PKA. En su artículo, el grupo estadounidense hacía referencia al artículo de Current Biology, asegurando que en el genoma de Drosophila, la Fosfolipasa que ellos habían identificado como radish, en realidad está fuera de ese sitio, en otro lugar del genoma, así que, según ellos, era muy improbable que radish fuera una Fosfolipasa.
La polémica estaba servida, y debido a la naturaleza radicalmente opuesta de ambas posturas, era necesario llegar a una conclusión que acabara con las diferencias. La solución llegó de la mano del primer grupo que había publicado. En Octubre de 2007, apareció una breve explicación en la revista Current Biology, llamada "Retraction".

En un párrafo, los autores del primer artículo reconocían que tras conocer los resultados del grupo de MA, habían intentado reproducir sus propios experimentos y no lo habían conseguido. A pesar de que no se explican cómo pudo suceder eso, reconocen su error y lo hacen público, a la vez que piden perdón por las molestias que hayan podido originarse como consecuencia de su error.

Esto no es algo frecuente, pero ocurre. Al igual que el profesor de Dawkins los investigadores implicados en el primer artículo no se callaron y se quedaron en una esquina. Hicieron público que no tenían razón e intentaron que el resto supiera cual era la verdad, haciendo gala de la mejor ciencia que se puede hacer.

(Gracias a la moscóloga Maduixa por mandarme la noticia y ayudarme a masticarla para el blog)

Caracteristicas Generales de la Sintesis de Colesterol.

El Colesterol es un lipido isoprenoide del grupo de los esteroides, subclase esteroles, que desempenha un papel de gran importancia en la estructura de la membrana celular, como precursor de hormonas, Vitamina D y acidos biliares y en la patogenesis de enfermedades vasculares.

La biosintesis de colesterol ocurre en practicamente todos los tejidos, pero es  mucho mas intensa en el higado y en organos productores de hormonas esteroides como la corteza de las glandulas suprarrenales y las gonadas.

El colesterol es sintetizado por enzimas del reticulo endoplasmico liso y del citoplasma soluble.

La principales “materias primas” necesarias para la sintesis de colesterol son:

a)     Acetil CoA, cuyos grupos acetilos proveen todos los carbonos del colesterol

b)      ATP, como fuente de energia

c)       NADPH.H+ como proveedor de los equivalentes de reduccion necesarios para el proceso de sintesis.

La sintesis de colesterol es un complejo proceso que puede dividirse  en varias etapas para su estudio:

I.- Sintesis de mevalonato

II.- Conversion de mevalonato en unidades activas de isopreno.

III.- Formacion de escualeno por condensacion de unidades de isopreno activo.

IV.-Ciclizacion de escualeno y transformacion en colesterol.

La enzima HidroximetilGlutaril CoA reductasa es la enzima clave en la regulacion de la sintesis de colesterol.

En proximos posts analizaremos cada una de esas etapas y los mecanismos de regulacion de sintesis de colesterol, cuyo conocimiento es de gran importancia en el tratamiento de las hipercolesterolemias.

Los Fosfogliceridos,  Glicerofosfolipidos, o fosfoacilgliceroles pueden definirse como lipidos anfipaticos formados por esteres de acilglicerol con fosfato y otro compuesto hidroxilado.  

Estructura

Estructura general de los Fosfogliceridos

Los dos grupos acil aparecen en el area naranja, ligados al glicerol o glicerina (en el area blanca) por enlaces ester carboxilico. La cadena hidrocarbonada de los grupos acilos constituyen la parte hidrofobica o apolar de los fosfogliceridos. En el area verde se observa el fosfato unido a traves de un enlace ester fosforico con un hidroxilo del glicerol, pero ademas, a traves de otro enlace ester fosforico con X, el compuesto hidroxilado cuyo grupo OH ha formado un enlace ester con el fosforico (fosfato, a pH fisiologico). Esta constituye la parte polar de la molecula.  

Dependiendo de la identidad de X, el fosfoglicerido puede ser:

•         Fosfatidato  (si X es unHydrogeno)

•         Fosfatidil colina, tambien conocida como Lecitina (si X es colina)

•         Fosphatidil etanolamina (si X es etanolamina)

•         Fosfatidil serina (si X es serina)

•         Fosfatidil glicerol (si X es otro glicerol)

•         Fosfatidil inositol  (si X es inositol)

•         Cardiolipin  (si X es un glicerofosfatido)

En el grupo de los Fosfogliceridos estan tambien incluidos  otros compuestos que no tienen la estructura del fosfatidato, ya que tienen enlazado al C1 del glicerol una cadena alkil unida a traves de un enlace eter.

en lugar de tener una cadena acil unida por un enlace ester, como es caracteristico de los fosfatidatos. Estos compuestos se denominan eterlipidos . Los representantes mas importantes de esta clase de fosfogliceridos son los Plasmalogenos y el Factor Activador de Plaquetas.   

                       Plasmalogeno

                 Factor  Activador de Plaquetas

Funciones:

Las funciones de los fosfogliceridos incluyen:

•         Estructura de las membranas celulares

•         Reserva de mensajeros intracelulares

•         Anclaje de algunas proteinas a las membranes celulares

•         Estabilizacion de la estructura de las proteinas

•         Cofactores de enzimas

•         Detergentes biologicos

–        Surfactantes pulmonares

–        Solubilizacion de lipidos no polares en las lipoproteinas.

A continuacion se describe el papel individual de los principales fosfogliceridos:

Acidos Fosfatidicos: Intermediarios metabolicos y precursores de la sintesis de otros fosfolipidos y de acilgliceroles. Se ha planteado que al ser liberados de otros fosfolipidos por accion de la fosfolipasa D, los acidos fosfatidicos (fosfatidatos a pH fisiologico), participan en los procesos de senhalizacion celular (Phosphatidic acid and related lipids)    

Fosfatidil glicerol: Es un componente de las membranas en los tejidos humanos y es el principal fosfolipido componente de ciertas bacterias. En los tejidos humanos se encuentra principalmente en las mitocondrias. Es tambien el segundo fosfolipido mas abundante en el surfactante pulmonar y es un precursor de la cardiolipina.

Fosfatidil etanolamina (cefalina) es el segundo fosfolipido mas abundante en los animales. Juega un papel clave en la estructura de las membranes, jugando un rol especifico en la estabilizacion de la estructura de algunas proteinas, permitiendoles que desempenhen en la membrana una funcion de transporte o enzimatica. (Phosphatidyl ethanolamine and related lipids.)

Fosphatidil colina es el fosfolipido mas abundante en los animales y el bloque fundamental en la formacion de las membranas. Es tambien el principal fosfolipido de las lipoproteinas plasmaticas. Se ha indicado que la fosfatidil colina puede tener un rol en el sistema de senhales en el nucleo, al generar diacilglicerol bajo la accion de fosfolipasas C y/o D. (Phosphatidyl Choline and related lipids) . Por la importancia medica del papel de la fosfatidil colina como agente surfactante pulmonar, esa funcion sera objeto de un post especifico en un futuro proximo.

Fosfatidil serina:  esta localizada principalmente en la superficie interna de la membrana celular. Es un cofactor requerido por las Protein Quinasas C y otras enzimas y tiene por consiguiente un importante rol en el sistema de senhales intracelular, participando tambien en la coagulacion, la apoptosis y el deposito de minerales en los huesos. (Phosphatidyl serine: structure, occurrence, biochemistry and analysis)

Fosfatidil inositol y  sus derivados fosforilados son fosfolipidos importantes con funciones en el sistema de senhales intracelular,  en la sintesis de eicosanoides, como componentes de membranes y como anclas para las proteinas en las membranas. Los mas importantes derivados fosforilados son el fosfoinositol 4 (P) y el fosfoinositol 4,5, difosfato.

El papel fundamental del fosfatidil inositol 4,5, difosfato como fuente de segundos mensajeros en el Sistema de la Fosfolipasa C, sera objeto de un post especifico en este site. (ya fue publicado en mi site en ingles).  El fosfatidil inositol es la principal fuente de araquidonato en los tejidos perifericos (araquidonato es el el precursor de los lipidos eicosanoides prostaglandinas, leucotrienos y tromboxanos).

La Cardiolipina es un fosfolipido muy importante en la membrana de la mitocondria. Es particularmente abundante en el tejido cardiaco, donde fue descubierta. La mayor parte de la cardiolipina en el ser humano tiene cuatro acidos linoleicos esterificados en su estructura. La cardiolipina aparece casi exclusivamente en la membrana interna de la mitocondria, donde interactua con diversas proteinas. Se ha demostrado que la cardiolipina es necesaria para la actividad de diferentes enzimas,  incluyendo enzimas de la cadena respiratoria. La cardiolipina aparentemente participa tambien en la esteroideogenesis, la apoptosis y la regulacion de la expresion genetica. Ademas, las pequenhas cantidades encontradas en las lipoproteinas plasmaticas  tienen funcion anticoagulante.

El Sindrome de Barth, una cardiomiopatia infantil, esta asociado con un deficit de tafazzin, una aciltransferasa de fosfolipidos  que participa en la remodelacion de cardiolipina, es decir, en la introduccion de acidos grasos especificos durante la sintesis, o el recambio de acidos grasos por acidos grasos especificos.  Los ninhos con esta enfermedad ligada al cromosoma X, tienen cantidades disminuidas de tetralinoleil cardiolipina, y aparentemente esto se traduce en una reduccion en la eficiencia de la cadena respiratoria en el musculo cardiaco (Cardiolipin: Structure, occurrence, biology and analysis.pdf)

Plasmalogenos: Forman parte de la estructura de membranas, donde ellos actuan como reservorio de acidos grasos poliinsaturados que pueden funcionar como componentes del sistema de senhales intracelular.

Factor de Activacion Plaquetario: Este lipido no se almacena en forma preformada, sino que es sintetizado cuando es necesario, como respuesta a procesos inflamatorios.  Es una de las moleculas con mayor potencia bioactiva conocida, causando efectos en concentraciones tan bajas como 10 ^-12 mol/L.  El FAP participa en el proceso de senhales activando a las fosfolipasas citoplasmaticas A y C .  La Fosfolipasa C produce una liberacion de Ca⁺⁺ y activacion de Protein Kinasa C (si lo desea, un  post relacionado en mi otro site). El Factor de Activacion Plaquetario tiene propiedades proinflamatorias y ha sido involucrado en la patogenesis de diferentes enfermedades de origen alergico, trombotico y otras causas (Platelet Activating Factor, Chemistry and Biology.)

Para mas informacion sobre los Glicerofosfolipidos, siga los siguientes enlaces:

Glicerolipidos

http://www.ehu.es/biomoleculas/lipidos/lipid34a.htm

Complex glycerolipids in http://www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/complex.html

Phosphoglycerides in Cyberlipid center: http://www.cyberlipid.org/phlip/pgly02.htm#1

Encuentre el nombre de diez carbohidratos en esta sopa de letras

Sopa de Carbohidratos

A N A J D H Y E Y L J A J G A

Q S F S Y M V E A T S G H A X

W H O P O K T C T O G E D M X

V K P T K B T G T N L E O T V

Z K U X C O I C J O U O N F B

Y H R V S A U R O Y C K E T L

N D M A S R L Y D K O S G I W

Q V U I F A Z A W N S Z O S S

B G P Q B H C R G X A A C P L

A S O T L A M A S N L Y U M R

O D I H E D L A R E C I L G R

E R I T R O S A I O H Q G X Q

N N T X W Q K E L U S O I K W

K P N Z Y S E G Q D N A O E P

Z U Q V Z E Q N V B E U X M E

Preguntas de Bioquimica

Carbohidratos

Cirugia de ojo: injerto de cornea, tomado de Wistreize, en Flickr

La Hyaluronidasa ha sido utilizada fundamentalmente en combinacion con anestesicos locales en la cirugia de ojo. Esta enzima hidroliza al acido hialuronico, un componente del tejido conectivo, aumentando la permeabilidad tisular y promoviendo la difusion de otras drogas (por ejemplo, acelerando la aparicion de la accion de un anestesico).

El acido hialuronico, hidrolizado por esta enzima, es un carbohidrato del grupo de:

a)          los monosacaridos

b)          los disacaridos

c)           los oligosacaridos

d)     los homopolisacaridos

e)     los heteropolisacaridos

COMPRENDIENDO LA CLASIFICACION DE LOS ACIDOS GRASOS

Con frecuencia leemos u oimos expresiones como las siguientes:

“Los acidos grasos saturados y los trans- acidos grasos aumentan la concentracion de colesterol en sangre, mientras los acidos grasos insaturados la disminuyen” 

“Los aceites vegetales son ricos en acidos grasos insaturados”

“El error congenito mas frecuente de la oxidacion de acidos grasos, el deficit de  Deshidrogenasa de Acil Co A de cadena media, ha sido relacionado con el Sindrome de Muerte Subita que ocurre en los primeros meses de vida”

“El principal defecto metabolico encontrado en el Sindrome de Zellweger y la Adrenoleucodistrofia ligada a al cromosoma X, esta relacionado con la oxidacion de acidos grasos de cadena muy larga”

“Cuando se sigue una dieta libre de grasas, es importante suplementarla con vitaminas liposolubles y con acidos grasos esenciales”

“Los aceites vegetales son ricos en acidos grasos Omega6, mientras los aceites de pescados son ricos en Omega3”

En todos esos casos se hace referencia a tipos especificos de acidos grasos. Cuales son esos tipos? En que se diferencian unos de otros?

El tema de hoy esta destinado a revisar los criterios mas comunes usados en la clasificacion de acidos grasos.

Recordando:

Los acidos grasos son acidos carboxilicos derivados de lipidos o contenidos en lipidos.  Muestran la formula general 

R-COOH  (R-COO^- para acidos grasos libres a pH fisiologico)

Donde R es usualmente una cadena hidrocarbonada lineal (no ramificada) con un numero impar de atomos de carbono (interesante error en muchos textos, que indican que R es una cadena con un numero par de carbonos…R tiene un numero impar de carbonos! PERO  el acido graso tiene un numero par (R + el carbono de COOH).

Los acidos grasos naturales contiene de 4 a 28 carbonos, (aunque la mayor parte de los acidos grasos en lipidos complejos contienen de 14 a 22 carbonos)

Las funciones de los acidos grasos son:

Combustible biologico

Componentes de lipidos mas complejos

Existen multiples clasificaciones de los acidos grasos. Las mas usadas en la literatura biomedica son:

CLASIFICACION QUIMICA: Basada en la presencia de dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada:

•         Saturados (sin dobles enlaces)

CH₃-CH₂- CH₂- CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-COOH

•         Insaturados (con uno o mas dobles enlaces)

            CH₃- CH₂- CH=CH-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-COOH

De acuerdo al numero de dobles enlaces:

–        monoinsaturados (apenas un doble enlace)

                        CH₃- CH₂- CH=CH-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-COOH

–        poli-insaturados. (mas de un doble enlace)

                        CH₃- CH₂- CH=CH-CH₂-CH=CH-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-COOH

De acuerdo a la posicion del doble enlace relativo al ultimo carbono (Carbon Omega o Cw ) de la cadena hidrocarbonada (algunas veces llamada Clasificacion Metabolica)

-          Omega 3 (el doble enlace mas cercano al ultimo carbon de la cadena esta separado por tres carbonos de este.

CH₃- CH₂- CH=CH-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-COOH

-           Omega 6 (el doble enlace mas cercano al ultimo carbon de la cadena esta separado por seis carbonos de este)

          CH₃- CH₂- CH₂-CH₂-CH₂- CH=CH-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂- CH₂-COOH                 

De acuerdo a la configuracion geometrica:

-                    Cis (ambas partes de la cadena adyacentes al doble enlace estan del mismo lado)

-                    Trans  (las dos partes de la cadena, adyacentes al doble enlace, estan en

 lados opuestos del doble enlace)

CLASIFICACION BIOLOGICA (tambien llamada Clasificacion Nutricional):

•         Esenciales: No pueden ser sintetizados por los animales. Deben obtenerse de la dieta. Loa acidos grasos esenciales son el acido linoleico y el acido linolenico.

•         No esenciales: Son sintetizados por los animales. Incluye a todos los acidos grasos con excepcion del linoleico y del linolenico.

CLASIFICACION DE ACUERDO AL NUMERO DE CARBONOS:

Existen diferentes clasificaciones basadas en el numero de carbonos: 

Acidos grasos de cadena corta: 2 a 6 carbonos

Acidos grasos de cadena media: 8 a 12 carbonos

Acidos grasos de cadena larga: 14 carbonos y mas.

Otra clasificacion basada en el numero de carbonos:

De cadena corta:  2-4 carbonos

De cadena media:6-12 carbonos

De cadena larga: 14-22 carbonos

De cadena muy larga: 24 -26 carbonos

Algunos libros de texto difieren en relacion a cuantos carbonos debe tener exactamente un acido graso para ser incluido en uno de estos grupos. Por ejemplo. Algunos textos consideran que un acido graso con mas de 20 carbonos es un acido graso de cadena muy larga (Very Long Chain Fatty Acid or VLCFA).

Algunos ejemplos de interes biologico:

Omega 3

Alfa-linolenico (uno de los acidos grasos esenciales)

Omega6

Acido Linoleico (el otro acido graso esencial)

Omega9

Acido Oleico (no esencial)

Mas informacion sobre acidos grasos:

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_graso#Clasificaci.C3.B3n

http://www.ehu.es/biomoleculas/lipidos/lipid31.htm

The Medical Biochemistry page/lipids/fatty acids

Fatty acids in Cyberlipid.org

Segundo um estudo das universidades Saint Andrews (Escócia) e Edimburgo, o hormônio oxitocina ou ocitocina é a causa para a existência da satisfação sexual com uma só pessoa. De acordo com Elisabeth Cornwell, do departamento de Psicologia da Universidade de Saint Andrews, a capacidade de prolongar as relações amorosas dependente desse hormônio. Ele permite modificar milhões de circuitos no cérebro e, assim, influencia a percepção de cada indivíduo. Pessoas que produzem menor quantidade de ocitocina têm dificuldade em permanecer muito tempo apaixonadas.

Liderada por essas moléculas, a química sexual dura em média dois anos. Esse é o tempo da paixão. O amor surge quando a ocitocina toma o lugar das neutrofinas. O desejo dá lugar à ternura. Mas, os psicólogos afirmam que a bioquímica não faz tudo sozinha. Manter a relação depende também da razão, compreensão, habilidade e até do contexto histórico. Eu concordo. Não quero gostar de quem não gosta de mim.

Agora surge outra pergunta. O humano é ou não é poligâmico? Deve haver amostras que tendem a ser poligâmicas e outras não. Nossa, será que venderão essa tal de ocitocina? Por garantia...

Leia matéria completa no Correio da Manhã, de Portugal. Mais informações sobre a ocitocina aqui.

Las proteinas pueden clasificarse de acuerdo a criterios diferentes. Debido a la complejidad de las proteinas, existen formas muy complejas tambien de clasificarlas (http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/).

Felizmente, en los libros de texto  comunes en Biomedicina se utilizan clasificaciones mas sencillas, acorde a los objetivos de ensenhanza a ese nivel:

1.- Basada en la forma de las proteinas:

a)   Proteinas globulares (esferoproteinas):

Estas proteinas no forman agregados. Las conformaciones principales del esqueleto peptidico incluyen la helice, las laminas y los giros. Estas proteinas tienen funcion metabolica: catalisis, transporte, regulacion, proteccion…Estas funciones requieren solubilidad en la sangre y en otros medios acuosos de celulas y tejidos.  Todas las proteinas globulares estan constituidas con un interior y un exterior definidos. En soluciones acuosas, los aminoacidos hidrofobicos estan usualmente en el interior de la proteina globular, mientras que los hidrofilicos estan en el exterior, interactuando con el agua.  Ejemplos de estas proteinas son la Hemoglobina, las enzimas, etc.

b)   Proteinas fibrosas (escleroproteinas) :

Estas proteinas son insolubles en agua y forman estructuras alargadas.  

Se agregan fuertemente formando fibras o laminas. La mayor parte desempenan un papel estructural y/o mecanico. Tienden a formar estructuras de alta regularidad, lo cual deriva a su vez de la alta regularidad de la estructura primaria. Usualmente son ricas en aminoacidos modificados. Ejemplos de estas proteinas son la queratina y el colageno.

2.- Basada en la composicion:

a)     Proteinas Simples: Formadas solamente por aminoacidos que forman cadenas peptidicas. 

b)     Proteinas conjugadas: Formadas por aminoacidos y por un compuesto no peptidico. En estas proteinas, la porcion polipeptidica se denomina apoproteina y la parte no proteica se denomina grupo prostetico.

De acuerdo al tipo de grupo prostetico, las proteinas conjugados pueden clasificarse a su vez en:

- nucleoproteinas

- glycoproteinas

- flavoproteinas

- hemoproteinas,

- etc.

3.- De acuerdo a su valor nutricional, las proteinas pueden clasificarse en:

a)   Completas: Proteinas que contienen todos los aminoacidos esenciales. Generalmente provienen de fuentes animales.

b)   Incompletas: Proteinas que carecen de uno o mas de los amino acidos esenciales. Generalmente son de origen vegetal.

Un error comun es suponer que una proteina completa debe tener todos los amino acidos: la falta de un amino acido no esencial no es significativa desde el punto de vista nutricional, ya que podemos sintetizar los amino acidos no esenciales). 

Es posible seguir una dieta vegetariana y obtener en la dieta todos los amino acidos esenciales?

Si, es posible. Para aquellos que siguen una dieta ovo-lacto-vegetariana, ello no es ningun problema, ya que las proteinas contenidas en el huevo y en la leche son proteinas completas.

Para los que siguen una dieta vegetariana estricta, sin alimentos de origen animal, la solucion consiste en utilizar las pocas proteinas completas de origen no animal que se conocen (como proteinas de la soya) o combinar proteinas de diferente origen vegetal en la dieta para compensar la falta de aminoacidos especificos en alguna de ellas.

Se conoce que si se combinan dos proteinas de bajo valor nutricional (proteinas que carecen de algun aminoacido esencial), podemos obtener una mezcla con un valor superior al de las dos proteinas originales. Esto se conoce como accion suplementaria de las proteinas.

En otras palabras, si la Proteina A carece de Lysina y la Proteina B carece de Metionina, la combinacion de Proteinas A+B tendra un valor nutricional superior al de las dos proteinas por separado. Hoy en dia se considera que no es necesario combinar a las dos proteinas incompletas en la misma comida para aprovechar el valor suplementario de la mezcla.

Puede encontrarse mas informacion sobre estos criterios de clasificar a las proteinas, en:

http://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna#Clasificaci.C3.B3n

 http://www.umm.edu/esp_ency/article/002467fod.htm

 http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/002467.htm

http://www.ivu.org/faq/protein.html

Otras clasificaciones estructurales de las proteinas (para estudios avanzados de Bioquimica) :

http://www.cathdb.info/index.html

 http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/

Una de las principales caracteristicas de las enzimas es su alta especificidad.

Las enzimas son especificas para:

a)     el substrato

b)     la reaccion

Ello significa que las enzimas pueden catalizar la transformacion de apenas un substrato o una familia de substratos relacionados estructuralmente, catalizando solo una de las posibles reacciones que ese substrato  puede experimentar.

Cuando la enzima solo puede actuar sobre un tipo de substrato, se dice que la enzima muestra especificidad absoluta para el substrato. Ese es el caso de la deshidrogenasa succinica, que es especifica para el succinato, o la L-glutamico deshidrogenasa, especifica para el glutamato.   

Si la enzima puede actuar sobre substratos con estructuras muy similares, se dice que la enzima muestra especificidad relativa para el substrato. La L-aminoacido oxidasa, por ejemplo, puede catalizar la oxidacion de diferentes aminoacidos de la serie L. 

Esta caracteristica de algunas enzimas puede ser aprovechada en algunos escenarios clinicos. Por ejemplo, en pacientes intoxicados con metanol, se utiliza etanol en el tratamiento. La enzima puede unirse a cualquiera de los dos alcoholes (especificidad relativa), pero tiene de 10 a 20 veces mas afinidad por el etanol, lo cual favorece la oxidacion del etanol por sobre la oxidacion del methanol.  Evitar la oxidacion del metanol para favorecer su eliminacion sin ser transformado, es muy importante, ya que la oxidacion metabolica del metanol produce metabolitos muy peligrosos para el organismo, como formaldehido y acido formico. (para una interesante revision sobre la intoxicacion por metanol, siga este enlace: Korabathina, K: Methanol)

La especificidad de accion consiste en que la enzima solo cataliza una de las posibles reacciones que puede seguir un substrato. 

En el caso del glutamato, por ejemplo, que puede experimentar diferentes transformaciones, se requiere una enzima diferente para cada una de esas transformaciones: 

Glutamato a:

Glutamina (Fijacion de amoniaco) :           Glutamina sintetasa

GABA (Descarboxilacion):                             Glutamato Descarboxilasa     

Alfacetoglutarato:                                               Glutamato Deshidrogenasa

La especificidad de las enzimas depende de las caracteristicas del sitio o centro activo. Esta es la region de la enzima donde esta se une al substrato antes de que ocurran las transformaciones del substrato. Siga el siguiente enlace para ver una animacion relacionada con este topico:

Interactive Concepts in Biochemistry: Enzyme Specificity

El enlace de la enzima a substratos especificos depende de los diferentes grupos (usualmente de las cadenas laterales de aminoacidos, aunque puede haber otros grupos)  relacionados con el sitio activo: 

a)     los grupos que forman el “esqueleto”peptidico en el area del sitio activo, que proporcionan la conformacion apropiada para el enlace;

b)     los grupos de orientacion, que “obligan” al substrato a adoptar la orientacion apropiada para la reaccion,

c)      los grupos “ambientadores”, que proporcionan el medio adecuado (ambiente hidrofobico, polar, negativa o positivamente cargado, etc) necesario para garantizar una apropiada afinidad entre la enzima y el substrato especifico, y

d)     los grupos cataliticos, responsables por crear las tensiones necesarias para la ruptura de viejos enlaces y la formacion de otros nuevos, entre los metabolitos que participan en la reaccion: substrato (s), coenzima(s) y/o otros grupos prosteticos. 

Representacion de un zimogeno: Quimotripsinogeno

Zimogenos o proenzimas son precursores inactivos de las enzimas. Observe que este concepto es diferente a decir que son “enzimas inactivas”. Una enzima inactiva es una enzima que ha perdido su actividad debido a diferentes factores, como factores fisicos, quimicos o aun metabolicos.

Un zimogeno es una molecula que necesita ser activada para convertirse en una enzima activa, por lo que es mas exacto decir que los zimogenos son precursores de enzimas, que decir que son enzimas inactivas. Las enzimas digestivas, algunos factores de la coagulacion y otras proteinas son sintetizadas como zimogenos. 

La sintesis de enzimas en forma de zimogenos es uno de los “mecanismos de seguridad” conque cuenta el organismo para su supervivencia.  Por ejemplo, la sintesis de enzimas digestivas en forma inactiva es un mecanismo de seguridad para las celulas que sintetizan esas enzimas, ya que las enzimas proteoliticas sintetizadas como zimogenos no son activadas hasta que no abandonan la celula.

La pepsina es sintetizada como pepsinogeno, la tripsina como tripsinogeno, la quimotripsina como quimotripsinogeno, carboxipeptidasas como procarboxipeptidasas, y todos estos zimogenos son activados - usualmente cuando un factor externo, cambios de pH, otra enzima, etc. actua sobre ellos - solo cuando han sido secretados en el tractus gastrointestinal.

Un buen ejemplo de lo que ocurre cuando algunos zimogenos son activados “antes de tiempo”, en el interior de las celulas, se ve en la pancreatitis aguda , en la cual la activacion prematura de algunas de las enzimas pancreaticas como tripsina, fosfolipasa A2 y elastasa, producen la autodigestion del tejido pancreatico.

La sandía (Citrullus vulgaris Schrad.) era ampliamente conocida como fuente natural y rica del aminoácido no esencial citrulina. La citrulina es un alfa-aminoácido no proteico, importante intermediario en el metabolismo de la eliminación del nitrógeno, es decir, en el ciclo metabólico de la urea. Deriva de la ornitina y es precursor de la arginina, que es un relajante de los vasos sanguíneos y tiene muchos efectos benéficos para la salud. En mamíferos, la mayor fuente de citrulina es el intestino delgado. Se ha utlizado médicamente para diferentes síndromes y enfermedades. La L-citrulina se administra oralmente a niños y adolescentes para el tratamiento de ciertas anemias. También ha sido utilizada como suplemento para la mejora de la actividad sexual y la disfunción eréctil.

Entonces, la noticia no es tan novedosa como mucha gente cree... 

El descubrimiento del Dr. Patil se ha "vendido" con "todo el marketing" que tiene que venderse, este año, en el que se le ha nombrado director del Vegetable and Fruit Improvement Center, de la Texas A&M University. ¿Por qué los americanos (él es de origen indio) son así? ¿Cuándo aprenderemos a "vendernos" los españoles de igual manera?

Pero, a muchos lo que os interesará saber es ... ¿cuánta sandía hay que comer al día? Los estudios indican que los niveles máximos de citrulina en sangre se alcanzan con un consumo de 6 copas de zumo de sandía al día (Penelope Perkins-Veazie et al. "Watermelons and health," Acta Horticulturae, 731: 121-127, 2007 ). Lo que no es poco.

Saber exactamente dónde se encuentran las interneuronas colinérgicas en el estriado ayudará a descubrir el origen de ciertas patologías psiquiátricas, como la esquizofrenia.

La elaboración de mapas de distribución de ciertos tipos de neuronas, en concreto de las interneuronas colinérgicas, podría aclarar la causa de la aparición de algunas enfermedades mentales, como la esquizofrenia. Así se ha puesto de manifiesto en un estudio dirigido por Javier Bernácer, biólogo e investigador del laboratorio de Neuromorfología Funcional de la Clínica Universitaria de Navarra.

En el trabajo, que se publica en PLoS ONE, han colaborado los doctores José Manuel Giménez Amaya y Lucía Prensa, de la Universidad Autónoma de Madrid. El trabajo se ha centrado en el estudio de la distribución de este tipo de neuronas, las interneuronas colinérgicas (que utilizan acetilcolina como neurotransmisor) en el estriado, una estructura cerebral subcortical donde coexisten diferentes tipos de neuronas.

“En concreto, el estriado es el área cerebral en la que se planifican los movimientos voluntarios, además de estar implicada en su programación y en el modo de ejecutarlos”, ha explicado Bernácer.

Procesos

Se trata de una estructura en la que se producen también procesos cognitivos y emotivos. Es un núcleo cerebral en el que ocurren procesos de tipo asociativo, sensorimotores y límbicos. El estriado es un área muy extensa; en concreto, es el mayor de los núcleos subcorticales del cerebro. El trabajo ha consistido en investigar si las interneuronas colinérgicas se distribuyen en él de forma homogénea o si su cantidad varía según las regiones.

Cabe señalar que estas interneuronas son las encargadas de la organización interna del estriado; en definitiva, organizan y regulan su funcionamiento. Además, las colinérgicas están implicadas en diferentes procesos de aprendizaje, sobre todo en la respuesta a estímulos externos que conlleva la obtención de una recompensa, “y en lo que más nos interesaba a nosotros, en la aparición de enfermedades mentales como la esquizofrenia”.

En concreto, se ha podido demostrar que en ciertas regiones existe una pérdida de este tipo de neuronas, por lo que se sabe que podrían estar implicadas en el desarrollo de algunas enfermedades psiquiátricas.

La principal conclusión obtenida del estudio revela la existencia de una distribución heterogénea de las interneuronas colinérgicas en todas las regiones del estriado. Además, el trabajo ha podido constatar que, en general, la mayor densidad de interneuronas se concentra en la zona posterior de este núcleo cerebral, una región que “suele quedar fuera de muchos estudios. El ensayo destaca la importancia de las regiones posteriores del estriado y la necesidad de que se tengan en cuenta, tanto en estudios funcionales como en patológicos”.

Para la investigación se ha utilizado como metodología la estereología que “es la más adecuada para hacer recuento de neuronas, ya que permite hacerlo en una estructura tridimensional, en un determinado volumen, como el que tienen los pequeños cortes de cerebro con los que trabajamos”.

Mejor recuento

A partir de estas muestras se hace una estimación del número de neuronas que hay en cada milímetro cúbico de ese tejido. “En definitiva, se trata de contar la cantidad de neuronas existentes en una fracción del tejido y a partir de ahí hacer una estimación de las que hay en todo el núcleo”.

En esta primera fase el estudio se ha practicado en cerebros sanos. El siguiente objetivo será investigar la distribución de las interneuronas colinérgicas en el estriado de cerebros patológicos, por ejemplo de esquizofrénicos o de personas con otras enfermedades mentales, y comparar los resultados con los cerebros sanos ya estudiados. Para obtener muestras de cerebros de pacientes será muy útil la colaboración con los otros.

Comentario de Jose Megias Verges "elevado" a entrada.

Noticia relacionada: Logran elaborar mapas neuronales para descubrir el origen de la esquizofrenia, Clínica Universitaria, Universidad de Navarra.

Artículo original: PLoS ONE, published 14 Nov 2007, "Cholinergic Interneurons Are Differentially Distributed in the Human Striatum," Javier Bernácer, Lucía Prensa, José Manuel Giménez-Amaya.

Tug-of-war ("esfuerzo supremo") el nuevo "palabro" de moda en físico-química. Me debo estar haciendo viejo. "Tug-of-war" para referirse a un tipo de choque (dispersión o scattering). Todavía me maravillan los científicos con el "don" del "titular" (capaces de poner un título que llame la atención, aunque no explique de qué va el contenido de su artículo).

Me ha sorprendido leer en Nature, el News and Views de Mark Brouard "When molecules don't rebound," Nature 454, 43-45, 3 July 2008 . Supongamos que tenemos una molécula simple formada por dos átomos unidos por un enlace que se comporta como un muelle, ¿qué pasa si otro átomo c