Parece que vivimos en biología el tiempo de la genómica. Prácticamente se ha completado el genoma humano y se están secuenciando genomas de humanos distintos de los que donaron su genoma inicial, a fin de tener una visión más comprehensiva de la genética humana, y de muy diversas especies de todo tipo. Eso, entre otras cosas, será útil en los estudios evolutivos.
En su tiempo, cuando se anunció el primer genoma humano, mostré escepticismo hacia lo que se calificaba de revolución científica. Consideraba que ese genoma no pasaba de ser una base de datos a la que se podría acudir para determinados estudios. La ciencia, venía a decir, es otra cosa. Transcurrido el tiempo desde entonces, la genómica ha encontrado diversas aplicaciones, que son lo que puede considerarse, de alguna manera, revolucionario, no siéndolo el genoma.
Pero este auge de la genómica viene ocultando otros trabajos que se desarrollan en relación, no con el ADN, sino con las proteínas. Todo parece centrado en los genes y no se tienen demasiado en cuenta las proteínas. Estas son fundamentales en biología, siendo las responsables de todas las actividades y estructuras celulares. Están constituidas por aminoácidos, unas moléculas que podemos imaginar como Y con un extremo de carácter ácido, otro amino y en la cola un radical distinto para cada clase de estas moléculas. Los aminoácidos se unen entre el extremo ácido de uno y el amino de otro, formando cadenas de longitud muy variable. En una estructura celular llamada retículo endoplasmático se van ensamblando los aminoácidos y a medida que se forma la cadena proteica esta se pliega debido a las interacciones entre los radicales de diversos aminoácidos, debido a fuerzas que pueden ser electrostáticas o de otros tipos. De este modo, una proteína adquiere una forma peculiar tridimensional a partir de una cadena lineal. Sus funciones dependen de ese plegamiento, tanto para el encaje con otras moléculas como para la realización de actividad catalítica específica. El plegamiento, siempre que se formen en el retículo endoplasmático, depende de la secuencia de aminoácidos que las forman, y esta viene determinada por la secuencia del gen correspondiente, ya que cada tres bases nitrogenadas corresponden a un aminoácido.
La estructura de la mioglobina se determinó en 1957, pero el descubrimiento de la estructura y función del ADN eclipsó bastante ese estudio. Pese a ello, numerosos biólogos y bioquímicos, a los que luego se sumaron los bioinformáticos, no han dejado de investigar las proteínas, especialmente la relación entre su secuencia aminoacídica y su estructura tridimensional. En general, estos estudios consistían en intentar determinar la estructura tridimensional a partir de aquella secuencia, lo cual es un trabajo muy ímprobo, para lo cual se tomaba el atajo del cálculo de probabilidades. Con el tiempo y las herramientas informáticas, no hace tanto que se crearon programas que aceleraban en varios órdenes de magnitud la obtención de resultados. Hubo quien lo consideró una revolución, pero yo me mantuve escéptico: al fin y al cabo, esos programas no hacían nada diferente de lo que hacían los investigadores humanos, solo lo hacían mucho más rápido.
De todos modos, el estudio de las proteínas sigue teniendo una consideración secundaria frente al estudio genómico. Pero un artículo de un equipo de bioinformáticos, biólogos y bioquímicos (https://www.nature.com/articles/s41586-023-06510-w) reporta el desarrollo un conjunto de potentes herramientas cuyos algoritmos son capaces de clasificar los mas de 200 millones de proteínas cuya estructura tridimensional se conoce (más bien se ha predicho, hoy por hoy es imposible determinar exactamente las estructuras de la inmensa mayor parte de las proteínas catalogadas) en 2,30 millones de grupos según sus similitudes estructurales (que pueden corresponder a secuencias diferentes, pero con determinados segmentos parecidos). Los autores del artículo exponen la existencia de grupos con más o menos proteínas diferentes, la existencia de proteínas que podrían corresponder a genes nuevos, etc.
Me parece que este trabajo ofrece grandes posibilidades a la investigación, por ejemplo, evolutiva, tanto en el campo de las similitudes estructurales, como en el de las variaciones de función de proteínas similares, como en el establecimiento de relaciones entre especies o la discriminación entre homología y analogía.
Octubre de 2023