Las proteínas sintéticas son moléculas artificiales que imitan la función y la estructura de las proteínas verdaderas. Las proteínas son fundamentales para la vida porque controlan casi todos los procesos celulares, incluido el inicio de la mayoría de las reacciones que ocurren en las células vivas. A principios de 2011, los científicos de la Universidad de Princeton construyeron las primeras proteínas artificiales capaces de mantener la vida en las células.

Significado

Las proteínas sintéticas tienen secuencias genéticas que no se ven en las proteínas naturales. Construir una proteína artificial que pueda sostener la vida es importante porque prueba que las partes moleculares necesarias para la vida no se limitan a las proteínas y los genes que se encuentran en la naturaleza. En la naturaleza, las proteínas se producen a partir de las instrucciones que se codifican en el ADN celular. Los investigadores han buscado durante mucho tiempo proteínas sintéticas que actúan como proteínas naturales para una amplia gama de aplicaciones biomédicas, incluidos los medicamentos terapéuticos que se pueden administrar por vía oral porque no se degradan por las enzimas.

Antes del avance de 2011, la Universidad de Yale los investigadores hicieron un trabajo innovador en el que crearon estructuras similares a proteínas que tenían muchas características de las proteínas reales. Estos incluyen una estabilidad excepcional, la capacidad de plegarse y desplegarse, y un núcleo interior de cadenas laterales de aminoácidos que evitan el agua.

Componentes

La identidad y la actividad biológica de una proteína están dictadas por su secuencia única de aminoácidos , que son los componentes básicos de la proteína. Hay alrededor de 20 aminoácidos. Los aminoácidos, a su vez, contienen átomos que incluyen hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno y azufre. Los aminoácidos también pueden fabricarse sintéticamente. La investigación en Princeton abre la puerta a la posibilidad de crear proteínas sintéticas que desempeñan las mismas funciones que las proteínas naturales. El investigador de Princeton Michael Fisher compara esto con tomar una oración, cambiar las palabras y luego probar la oración para ver si conserva su significado a pesar de las nuevas palabras, señala la publicación en línea de la universidad, Noticias en Princeton.

Folding

Las secuencias de aminoácidos en cada proteína dictan cómo la proteína se pliega en una estructura tridimensional, que a su vez afecta la estabilidad de la estructura. Las proteínas deben plegarse para funcionar. Crear proteínas sintéticas puede ayudar a los investigadores a entender este proceso biológico. Comprender este proceso puede desbloquear el conocimiento que los investigadores necesitan para comprender las condiciones como la enfermedad de Alzheimer, ya que el plegamiento erróneo de proteínas en su cerebro puede llevar a esta condición. Comprender cómo se pliegan las proteínas también puede ayudar a los investigadores a encontrar compuestos que eviten el plegado errático de proteínas.

Preguntas sin respuesta

Los investigadores que trabajan con proteínas sintéticas también esperan entender por qué ciertas secuencias de aminoácidos son fundamentales para la existencia humana, según a "Noticias de genética, ingeniería y biotecnología". El cuerpo humano produce alrededor de 100.000 proteínas diferentes. Sin embargo, la investigación de Princeton demuestra que existe el potencial para muchos más. La pregunta de si estas 100,000 proteínas son de alguna manera especiales o si la evolución simplemente no ha progresado para producir más variedades sigue sin respuesta.

La creación de proteínas sintéticas también puede ayudar a los investigadores a aprender más sobre la señalización celular y las respuestas inmunes a los patógenos, de acuerdo con la Universidad de Illinois.