9 enero 2012 — Sin un sistema nervioso central, estarías muerto. Pero, ¿cómo funciona el sistema nervioso? Los nervios están compuestos de células llamadas neuronas que actúan con sistemas de comunicaciones —señales que envían y reciben. Estas señales llegan a una neurona mediante canales en la membrana celular. Las células tienen una diversidad de canales en sus membranas. Algunos de estos canales más importantes en las neuronas son los canales de potasio que elevan y rebajan el voltaje eléctrico en el interior. Entre estos están los canales de potasio con activación por calcio, que no solamente dejan entrar calcio, sino que lo exportan cuando la concentración de calcio en el interior es demasiado elevada. Estos canales hacen que los nervios se comuniquen, hacen que los músculos trabajen, y mejoran tu capacidad auditiva, entre otras cosas. Los científicos no podían comprender cómo el calcio en el interior podía activar el canal para dejar salir el calcio en exceso. Ahora, un investigador pionero sobre canales lo ha desentrañado: el calcio enlaza con un anillo-puerta en el interior de la célula, y lo hace abrir como una flor.
Vista superior de iones de potasio (morado) moviéndose a través del canal de potasio (PDB 1BL8). Imagen Hannes Röst
Durante una década, el equipo de Roderick MacKinnon ha estado en primera línea en la investigación acerca del funcionamiento de estos asombrosos porteros de las entradas de la célula (véase, p. ej., La pasmosa puerta de la sal, Más luz acerca del complejo del poro nuclear, etc.). Hasta ahora, los investigadores solamente han visto el estado cerrado de la compuerta tipo anillo. El equipo de MacKinnon ha captado la imagen de la diminuta compuerta por primera vez, y ha descubierto que parece una flor con cuatro pétalos que se abren. El resumen en Nature1 dice:
Aquí presentamos la conformación de la compuerta tipo anillo con Ca2+ enlazado. Esta estructura exhibe cómo una capa de la compuerta tipo anillo, en respuesta a la unión con Ca2+, se abre como los pétalos de una flor. El grado en el que se abre explica cómo el Ca2+ puede abrir el poro transmembranal.
El artículo incluye películas acerca de cómo funciona la estructura. Desde luego, los iones de calcio que se unen a receptáculos especializados en la compuerta tipo anillo causan un cambio de conformación que se parecen exactamente a unos pétalos abriéndose. Los cuatro «pétalos» se mecen hacia arriba y abajo, ampliando el canal lo suficiente para dejar pasar iones. La acción es reversible. Cuando la concentración de calcio vuelve a caer, los pétalos se pliegan y se cierra el canal.
Los autores vuelven a usar la metáfora de la flor en el cuerpo del artículo: «Contemplando una película interpoladora en la que la compuerta tipo anillo libre de Ca2+ se conforma a compuerta tipo anillo enlazada con Ca2+, parece que la unión con Ca2+ causa que los lóbulos terminales N de las unidades RCK1 se «abran» en la superficie frente a la membrana de la compuerta tipo anillo de una manera parecida a pétalos de una flor abriéndose (Película Suplementaria 1, parte 1).»
Otra cosa que queda por dilucidar es cómo la unión genera fuerza: «Precisamente de qué manera la energía libre de la unión con Ca2+ en cualquiera de los anillos de compuerta BK o MthK se transduce a trabajo mecánico persiste como una importante cuestión pendiente que exigirá un adicional trabajo experimental y teórico para una comprensión a un nivel profundo»,
Pero ahora, al menos, sabemos que tus músculos, tu corazón, tu tracto digestivo, tus oídos y tus nervios, operan con «flower power».
1. Yuan, Leonetti, Hsiung, and MacKinnon, «Open structure of the Ca2+ gating ring in the high-conductance Ca2+-activated K+ channel», Nature 481 (05 enero 2012), pp. 94–97, doi:10.1038/nature10670.
Estamos contemplando unos descubrimientos maravillosos. ¿Quién hubiera podido imaginar tal cosa hace pocas décadas? A lo largo de toda la historia de la humanidad, desde los más antiguos pensadores que consideraron el designio que subyace a la vida, nosotros somos los que tenemos el gran privilegio de contemplar su maquinaria operando al nivel fundamental de la célula y de sus componentes. ¡Los investigadores pudieron captar las imágenes de estos mecanismos en peces cebritas (Danio rerio) a una resolución de 3,6 Ångstroms! (Un Ångstrom es alrededor del diámetro de un átomo de hidrógeno, y los canales BK de los peces cebritas son un 93% similares a los canales humanos en su secuencia aminoácida). Deberíamos sentirnos agradecidos de poder ver algo acerca de lo que nuestros predecesores sólo podrían preguntarse.
Sólo al final de este artículo sugieren los autores que este determinado canal eucariota con sus piezas móviles evolucionó procedente de un canal procariota más simple que usa un diferente mecanismo de apertura: «Esta comparación presenta un fascinante ejemplo en el que la evolución de la estructura molecular ha dado origen a unas propiedades mecánicas nuevas o modificadas dentro de una clase de moléculas», dicen ellos. (Esto se conoce como especulación vacía de datos.) Este artículo necesitaba tanto de la teoría de la evolución como un punto de control en una zona de seguridad necesita a un terrorista suicida. Demos la alabanza al Diseñador de esta elegante maquinaria, y no a ningunas voluntaristas especulaciones de combinaciones de átomos aleatorias, ciegas y sin dirección. La próxima vez que levantes pesas, que digieras una buena comida, que escuches música o que compruebes tu ritmo cardíaco, da gracias a Dios por los canales de potasio activados por calcio con compuertas de activación mediante pétalos de flor.
Fuente: Creation·Evolution Headlines –
Redacción: David Coppedge © 2012 Creation-Evolution Headlines - http://crev.info/
Traducción y adaptación: Santiago Escuain — © SEDIN 2012 - www.sedin.org
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