¿Por qué tenemos varias proteínas con la misma función?

Publicado el 20 de Febrero de 2019 | Biología y Geología

Cuando pensamos en una proteína nos viene a la cabeza la idea de que cada una tiene una función concreta. Por ejemplo, la hemoglobina es importante para transportar el oxígeno en la sangre mientras que las luciferasas transforman energía química en luz.

Sin embargo, si estudiamos con detenimiento las proteínas que hay en un ser vivo descubriremos que muchas tienen funciones similares: por ejemplo, la sintaxina es una proteína que participa en la fusión de membranas celulares, y resulta que en los mamíferos se han encontrado al menos quince sintaxinas distintas. Y todas hacen lo mismo: regulan la fusión de membranas.

Otro ejemplo ocurre con las enzimas, que son proteínas encargadas de catalizar reacciones químicas. Existen casos en los cuales hay varias versiones de una misma proteína aunque todas hacen lo mismo. A estas versiones se las llama isozimas. Una de primeras enzimas a la cual se le detectaron isozimas fue la LDH (lactato deshidrogenasa), que es una enzima importante en el metabolismo de los azúcares cuando en un tejido animal no hay oxígeno suficiente como para procesar los azúcares de un modo aeróbico. Pues resulta que hay como mínimo cinco isozimas de LDH en los animales vertebrados, y cada una está predominantemente en un tipo de tejidos: por ejemplo, la LDH3 es muy abundante en el cerebro o los riñones, mientras que el músculo esquelético y el hígado son muy ricos en LDH4 y LDH5. Y como curiosidad, las cantidades de LDH en sangre varían si se daña el corazón, así que una prueba que se hace para detectar si alguien ha tenido un infarto recientemente es medir la cantidad de LDH en sangre.

Y todo esto, ¿para qué? ¿No sería más sencillo tener una proteína para cada cosa? Seguramente sí, pero sería más peligroso porque si fallara esa proteína las células no podrían sustituirla con otra capaz de hacer más o menos lo mismo. Este mecanismo de sustituir una proteína por otra de igual función se suele producir cuando una mutación rompe un gen importante. Imagina que A y B son dos proteínas que hacen lo mismo y son necesarias para la vida, pero una se encuentra normalmente en tus pulmones y otra en el corazón. Si una persona naciera con una mutación que dañara el gen que produce la proteína A y esta no funcionara, entonces es posible que las células que necesitaban A empezaran a producir B para compensar el fallo.

Otro motivo para tener varias versiones de una misma proteína es que esto permite regular de un modo más complejo los mecanismos moleculares. Volviendo a las sintaxinas, dentro de una misma célula hay muchas membranas que se pueden fusionar: vesículas del aparato de Golgi, del retínculo endoplasmático rugoso, vesículas fusionándose con la membrana plasmática. Si únicamente existiera una forma de sintaxina los cambios en ella afectarían de igual modo a todos los procesos de fusión de membrana dentro de la célula, pero teniendo distintas versiones los organismos pueden compartimentalizar los procesos: así, por ejemplo, se pueden cambiar las cantidades de las sintaxinas encargadas de trabajar en el aparato de Golgi sin estar modificando la fusión de membrana en otras partes celulares. Y es que en biología a veces un sistema complejo es mejor que uno simple.

Por Pablo Barrecheguren