Estructura de proteína de 450 millones de años revela pasos de la evolución
(NC&T) Hasta ahora, los científicos que tratan de desentrañar la evolución de las proteínas y otras moléculas necesarias para la vida han trabajado al revés, haciendo suposiciones sobre pasos previos basadas en la química moderna del cuerpo humano. Rastreando pistas hacia adelante en el tiempo en vez de hacia atrás, a partir de esa proteína antigua, el equipo de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y la Universidad de Oregón, ha dado con la progresión de pasos requerida para alcanzar su forma y función actuales.
Los investigadores han conseguido ver exactamente cómo ciertas mutaciones en la antigua estructura condujeron al receptor moderno.
Generaron un esquema tridimensional del receptor antiguo con una técnica de imaginología llamada cristalografía de rayos X. La imagen, con un nivel de detalle nanométrico, reveló la estructura del receptor, llegando a localizar cada átomo. Con la estructura en su poder, Eric Ortlund y sus colaboradores siguieron el camino de la evolución.
Los investigadores examinaron el precursor de una proteína moderna conocida como receptor glucocorticoide. En los humanos, el receptor desempeña un papel crucial, respondiendo a la hormona cortisol y regulando la respuesta de estrés corporal. Receptor y hormona encajan de modo tan preciso como una llave y su cerradura. El precursor prefería una hormona diferente, de modo que fueron necesarias varias mutaciones antes de que la cerradura pudiera corresponder a la llave del cortisol.
Los investigadores resucitaron la proteína antigua a través de una gran base de datos de genes de receptores modernos. Este trabajo inicial desveló que el receptor descendió de un único antepasado genético común de hace 450 millones de años. Entonces reprodujeron el antiguo receptor en el laboratorio.
Los investigadores encontraron que sólo fueron necesarias siete mutaciones para hacer realidad el puente sobre el abismo de 450 millones de años. Sin embargo, no todas las mutaciones cambiaron la función de la proteína. Estas mutaciones "permisivas" parecen pavimentar el camino para cambios futuros y más significativos, y constituyen eventos aleatorios. Si no hubieran ocurrido primero, la ruta a la función nueva no hubiera sido posible.
Sintetizando diferentes versiones de mutantes de la proteína en el laboratorio, los investigadores resolvieron qué mutaciones aparecieron primero. Llegaron a la conclusión de que si las mutaciones radicales hubieran aparecido primero, la proteína receptora habría perdido por completo su función.
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