¿Qué es el plegamiento de proteínas, por qué es un problema y cuáles son los problemas asociados con él?

Answer 1

El plegamiento de proteínas es completamente natural y se produce a través de las interacciones entre los aminoácidos en la proteína. Las proteínas se pueden traducir en una secuencia de aminoácidos (estructura primaria). Desde allí, puede plegarse para formar hélices alfa y láminas beta a través de enlaces de hidrógeno intramoleculares entre aminoácidos (estructura secundaria). La estructura terciaria involucrada más plegamiento, particularmente por enlaces covalentes como los enlaces disulfuro entre dos cisteínas (un aminoácido), es la más significativa, ya que es lo que dicta la función de la proteína. La estructura cuaternaria implica el ensamblaje de subunidades de proteínas plegadas en una proteína cohesiva con una función.

Debido a que la función de la proteína está intrincadamente unida a la estructura de la proteína, el plegamiento incorrecto puede llevar a consecuencias desastrosas para el organismo. O una proteína mal plegada podría ser completamente inofensiva. El plegamiento incorrecto puede ser causado por mutaciones en el ADN o el ARNm a partir del cual se traducen las proteínas. Las proteínas también pueden desnaturalizarse (perder su estructura) si no están situadas en una temperatura óptima, pH, concentraciones de soluto, etc.

Muchas enfermedades y trastornos son causados ​​por el plegamiento incorrecto de una proteína específica. Por ejemplo, la fibrosis quística es causada por mutaciones en el gen CFTR (regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística), lo que crea problemas con la proteína CFTR que conduce los iones de cloruro y tiocianato a través de las membranas de las células epiteliales. En la fibrosis quística, el movimiento de la sal y el agua a través de las membranas se interrumpe, por lo que las células que recubren los pulmones y el páncreas (entre otros órganos) producen una mucosidad espesa que obstruye las vías respiratorias y las glándulas.

Las enfermedades neurológicas devastadoras pueden resultar de los priones , que son proteínas con múltiples estructuras distintas que hacen que otras proteínas se plieguen en la misma formación. Las enfermedades priónicas se conocen como encefalopatías espongiformes transmisibles ( EET ), que hacen que aparezcan muchos pequeños orificios en la corteza del cerebro (como una esponja) y deterioran las capacidades físicas y mentales. Transmisible se refiere a los priones, que esencialmente “infectan” otras proteínas, y la encefalopatía se refiere al trastorno o enfermedad en el cerebro. Una de estas EET es la enfermedad de las vacas locas.

Hay una abrumadora abundancia de diferentes enfermedades causadas por proteínas mal plegadas, como la diabetes tipo II, el Alzheimer, el Parkinson, el Huntington y la enfermedad de células falciformes.

Answer 2

Básicamente:

Tiene ADN en sus células, que, como probablemente sepa, almacena toda la información que sus células necesitan para crear más células y agregarlas a las células existentes. Solo hay un problema: el ADN no puede salir de una pequeña burbuja en la célula, llamada núcleo.

Para solucionar esto, la célula traduce el ADN en otro tipo de almacenamiento de información llamado ARN. El ARN es realmente similar al ADN, excepto que puede abandonar el núcleo (y algunas otras propiedades menores).

Ahora, tenemos ARN en nuestra célula, pero ¿es solo información? Necesitamos usar esta información para hacer algo útil en nuestra célula, como una proteína. En pocas palabras, el ARN se desplaza y se modifica mucho, y finalmente llega al ribosoma . Ahora, en el ribosoma, cada pequeña “pieza” de ARN se transcribe a un aminoácido. Básicamente, estamos tomando la información en el ARN, dividiéndola en una gran cantidad de pequeñas piezas de información, y el ribosoma toma estas piezas de información una por una y escupe estas cosas llamadas aminoácidos.

Los aminoácidos que escupe el ribosoma no son libres. De hecho, cuando el ribosoma los fabrica, los une para que puedan permanecer juntos en una línea. Muchos de los aminoácidos pegados juntos como esto es lo que llamamos una proteína, y estas proteínas pueden salir y hacer cosas importantes en la célula.

Sin embargo, solo una larga línea de aminoácidos es muy frágil y en realidad no puede hacer mucho de lo más importante en la célula. También ocupan mucho espacio. Por esta razón, nos gusta doblar el aminoácido mucho; Una buena analogía sería como arrugar un papel. Cuando haces eso, el papel se vuelve mucho más pequeño.

A diferencia de un papel, los aminoácidos se atraen entre sí, son como imanes. Cuando una gran cantidad de aminoácidos se atascan en un espacio pequeño, tienden a permanecer juntos, y ahora hemos pasado de una línea de aminoácidos a un conjunto de aminoácidos que van en todo tipo de direcciones en un espacio pequeño. Esto es lo que realmente es el plegamiento de proteínas .

El problema es que, una vez que todos los aminoácidos se arrugan de esa manera, es realmente difícil “deshacerlos”, porque ahora se sienten atraídos el uno por el otro y no quieren separarse. Debido a que es difícil separarlos, realmente no podemos entender cómo funciona realmente la proteína. Este es un gran problema, porque ¿qué sucede si una célula cancerosa tiene una proteína que creemos que causó el cáncer, pero no podemos descifrarlo para descubrir qué sucedió?

Eso, en su forma más simple, es el problema con el plegamiento incorrecto de proteínas.

Answer 3

El artículo de plegamiento de proteínas en Wikipedia cubre gran parte de lo que pediste.