Premio
Nobel de Fisiología y Medicina 2013
James
E. Rothman, Randy W. Schekman y Thomas C.Südhof han sido
galardonados muy recientemente con el prestigioso Premio Nobel de
Fisiología y Medicina. Seguro que todos hemos oído hablar de este
prestigioso premio, aunque, la verdad es que para la mayoría resulta
realmente complicado entender los descubrimientos que premia. Se
trata de un galardón que todos admiramos pero no siempre entendemos
el porqué de que alguien lo gane.
Este
año el premio ha sido otorgado a tres investigadores que llevaban
tiempo mereciéndolo. Tres hombres, que con sus estudios,
revolucionaron nuestro conocimiento del funcionamiento de las
células, así como del sistema nervioso. Sus importantes
publicaciones datan de la década de los 80, y principios de los 90,
y se trata de publicaciones sobre el tráfico de vesículas en las
células. ¿que es eso?, y ¿porqué es tan importante?
Vayamos
por partes. Primero que nada, debemos entender que una célula
funciona como una ciudad, tiene que realizar una enorme cantidad de
funciones, y éstas funciones están dividas en distintas partes de
la célula. Algo tan simple como que si necesitamos coches y pan
debemos ir a dos sitios diferentes, sería de locos que el pan y los
coches se fabricaran y vendieran en el mismo sitio. Es un ejemplo
tonto, pero pretende ilustrar que igual que en una ciudad es
necesario un orden y una división de las tareas en distintos
lugares, dentro de las células, ésto también es indispensable.
Todas las células por tanto, están organizadas en distintos
compartimentos, cada uno con distintas funciones.
Pues
bien, igual que en una ciudad, necesitamos mecanismos de transporte
para llevar los productos de un sitio a otro, las células también
los necesitan. Y es aquí donde entran los descubrimientos de los
galardonados. Como comentamos en el post “El código secreto de
la vida:el ADN”, las células
funcionan gracias a que producen un montón de pequeños “robots”,
que están diseñados específicamente cada uno para realizar una
determinada función (o unas pocas), el conjunto de todos estos
“robots” es lo que hace funcionar a una célula. Estos “robots”
son las llamadas proteínas. Sin embargo, en la célula existe una
gran fábrica de “robots”, que produce gran parte de las
proteínas, llamado RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO. Pero evidentemente, no
todas las proteínas trabajan en esta fábrica, muchas de ellas
viajan a distintas partes de la célula, así que salen de la
fábrica, y van a parar a a la oficina postal de la célula, el
llamado APARATO DE GOLGI, del cual salen y se dirigen a todas partes
dentro de la célula, e incluso algunas de ellas, se dirigen a fuera
(por ejemplo muchas hormonas como la insulina o la adrenalina, son
producidas en nuestras células y luego salen de ellas y se vierten a
la sangre, para viajar por todo el cuerpo). Y para ello, igual que en
una ciudad se usan los camiones para el transporte, en la célula,
las proteínas que tienen que llevarse de un sitio a otro, viajan
dentro de unas burbujas llamadas vesículas.
Sin éste transporte la vida eucariota no sería
posible, ya que las células eucariotas no podrían funcionar. Randy
W. Schekman descubrió u conjunto de genes importantísimo que regula
este tráfico de vesículas, mejorando nuestro entendimiento de cómo
las células controlan este proceso de envío de proteínas a
distintas partes de la célula.
Por
otro lado, hay que tener en cuenta, que estas vesículas, para
descargar su contenido dentro de compartimentos de las células (o
para descargarlo fuera de la célula) deben fundirse con la membrana
de éstos compartimentos, o con la membrana plasmática si las
proteínas deben verterse al exterior. Ésto se hace así porque las
vesículas son literalmente burbujas de membrana, y pueden por tanto
fusionarse con la membrana para descargar su contenido, y quedarse
formando parte de ella (ver imagen). Para controlar que la vesícula
ha llegado a su destino correcto, la “oficina postal”, les pone
una etiqueta, se trata de una proteína en la superficie de la
vesícula, de forma que sólo encajará con otras proteínas que sólo
están presentes en su lugar de destino, así al encontrarse se unen
y la vesícula se funde con la membrana y libera su contenido. De
este modo, la célula se asegura de que la carga transportada por la
vesícula llega a su correcto destino. James e. Rothman fue el
descubridor de éste sofisticado mecanismo.
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Por
último, el trabajo de Thomas C. Südhof en este campo es no menos
impresionante. En el post anterior “Los
misterios del cerebro II: Las neuronas”
comentábamos que las neuronas son como cables que llevan corriente
eléctrica y que se encienden (o apagan) unas a otras, conectando
entre sí. Sin embargo, no entramos a comentar cómo hacen esto.
Cuando una neurona recibe un estímulo, se genera una corriente en
eléctrica en ella, ésta corriente se genera porque al ser activada
la neurona, se abren unas “compuertas” en ella que dejan pasar
moléculas cargadas, entre ellas calcio (Ca2+). Cuand ésta corriente
llega al extremo del “cable” (axón) de ésta neurona, allí, el
Ca2+ provoca que unas vesículas que están allí esperando, se
fusionen a la membrana por el extremo del “cable”, este cable
está casi tocando con las “antenas” (dendritas) de otra neurona.
Al fusionarse, éstas neuronas liberan unas moléculas que provocan
que la siguiente neurona abra sus “compuertas” y se active. Así
es cómo las neuronas se comunican entre sí*. Südhof descubrió
cómo el Ca2+ hace que se fusionen las vesículas, y liberen su
contenido, permitiendo se puedan comunicar las neuronas entre sí.
Además de el interés que tienen esos descubrimientos
por si mismos, para entender el funcionamiento del organismo, hay que
tener en cuenta que muchos trastornos neurológicos y/o hormonales
tienen que ver con éste mecanismo, lo cual le da u n interés aún
mayor a estos trabajos, incluso hay algunas publicaciones hoy en día
que apuntan a que las causas del Alzheimer podrían estar relacionada
con mecanismos des este tipo.
Sólo nos queda felicitar a los galardonados, para
quienes este premio no es sino la guinda a unos excelentes y
brillantes trabajos.
*Se trata de una simplificación del funcionamiento real
Nota: Durante todo el post, cuando nos referimos a células, nos estamos refiriendo únicamente a las células eucariotas.
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