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Predecir la estructura de las proteínas para determinar sus funciones

Domingo, 09 de Septiembre de 2017

Un diluvio de datos está saliendo de la investigación del genoma; incluyendo datos sobre la secuencia de las proteínas.Para ayudar a mantener el ritmo de este flujo de conocimiento, científicos, informáticos, biofísicos y bioquímicos de todo el mundo han estado desarrollando tecnologías avanzadas para ayudar a obtener rápidamente y con precisión la estructura tridimensional de las proteínas a partir de estos datos:

Predecir la estructura de las proteínas para determinar sus funciones.

En una competición que se le ha llamado "Juegos Olímpicos de predicción de estructura de proteínas", dos equipos de científicos de la Universidad de Missouri fueron clasificados entre los mejores del mundo.

Sus nuevos servidores de predicción de estructuras de proteínas, más rápidos y más exactos ayudarán a los científicos a determinar mejor las funciones de las proteínas en las células.

Las proteínas realizan muchas funciones en las células; Algunas proteínas hacen que el cabello sea fuerte y flexible, mientras que otras ayudan a digerir los alimentos contribuyen a casi todas las funciones necesarias para la vida.

La función de una proteína está determinada por su compacta forma tridimensional dictada por una secuencia única de aminoácidos codificados por el genoma; Si una proteína se deforma o desplaza, deja de funcionar correctamente. En los seres humanos, la acumulación de proteínas mal plegadas (misfolded) está vinculada a una serie de trastornos, incluyendo la enfermedad de Parkinson, el cáncer y la diabetes.

"Dada la importancia de la estructura de la proteína en todos los procesos biológicos, la capacidad de predecir con precisión la estructura de la proteína a partir de la secuencia de datos es uno de los problemas más difíciles de la biología de hoy", dijo Jianlin Cheng, profesor auxiliar de ciencias de la computación en la Facultad de Ingeniería de Universidad de Missouri.

Clasificación de proteínas

Existen distintos tipos de proteínas y se clasifican de formas distintas según distintos criterios: los criterios de clasificación de proteínas son: su forma y su solubilidad, y según su estructura secundaria. Las proteínas pueden clasificarse en tres grupos; en función de su forma y su solubilidad.

  • Proteínas fibrosas: las proteínas fibrosas tienen una estructura alargada, formada por largos filamentos de proteínas, de forma cilíndrica, no son solubles en agua. Un ejemplo de proteína fibrosa es el colágeno.
  • Proteínas globulares: estas proteínas tienen una naturaleza más o menos esférica, debido a su distribución de aminoácidos (hidrófobo en su interior e hidrófilo en su exterior) que son muy solubles en las soluciones acuosas. La mioglobina es un claro ejemplo de las proteínas globulares.
  • Proteínas de membrana: son proteínas que se encuentran en asociación con las membranas lipídicas. Esas proteínas de membrana que están embebidas en la bicapa lipídica, poseen grandes aminoácidos hidrófobos que interactúan con el entorno no polar de la bicapa interior. Las proteínas de membrana no son solubles en soluciones acuosas. Un ejemplo de proteína de membrana es la rodesiana, debes tener en cuenta que la rodopsina es una proteína integral de membrana y se encuentra incrustada en la bicapa. La membrana lipídica no se muestra en la estructura presentada.

Modelos de proteínas

También es un problema que puede resolverse con las simulaciones se ejecutan en los servidores informáticos. Ahora, los grupos de investigación de todo el mundo están en una carrera para ver quién puede desarrollar el mejor servidor.

La evaluación crítica de las técnicas de predicción de estructura de las proteínas una competición que se trata del diseño del modelo de proteínas por grupos de todo el mundo para ver cuál es el método que más se aproxima a las estructuras de determinadas proteínas en el laboratorio. El objetivo es proporcionar una rigurosa prueba de precisión de cálculo de los actuales métodos de predicción de la estructura de la proteína.

Actualmente se están realizando investigaciones basándose en un “juego de proteínas”, se trata de un juego online multijugador en el que los participantes hacen pruebas de plegado de proteínas que se utilizarán para descubrir nuevas funciones de las proteínas.

Por: Ricardo Daniel Castillo Sánchez / Universidad Interamericana

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