T M : PROTEOMA HUMANO. INTEGR NTES ARGOTTI ZUMBANA RODRIGO DANIEL CURICHO RONQUILLO CRISTINA ELIZABETH J I MÉN EZ MOREJ ÓN VI N I C I O XAV I ER MORAL ES AL D ÁS AN D REA C AROL I N A SEMESTRE: 4 T O PARALELO: “C” ESPECIALIDAD: M E D I C I N A DIRECTOR: DR. PATRICIO ZURITA
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la siguiente manera: cuando existe una modificación en el ambiente, pensemos
simplemente en un cambio de temperatura, nuestro genoma permanece
inalterado, sin embargo, NUESTRO PROTEOMA (el conjunto de nuestras
proteínas), se modifica inmediatamente para conservar las propiedades
fisiológicas de las células. Es por esto que muchos investigadores prefieren
definir este tipo de estudios como proteómica funcional, para que refleje la
naturaleza dinámica que posee describir todas las proteínas sintetizadas por un
organismo en un tiempo relativamente breve.
En principio podríamos pensar que las proteínas sintetizadas por un organismo
deberían poder ser deducidas a partir de su genoma. Pero no todo es tan
sencillo.
IMPORTANCIA.-
Después del genoma, el estudio del proteoma, fue una bomba, esta fue la
reacción ante la noticia que sorprendió al mundo cuando a los científicos que
estaban realizando el Proyecto Genoma Humano les preguntaron qué vendría
después. La proteómica, el estudio mediante el cual se busca identificar laestructura y la cantidad total de proteínas que concurren en la realización de
los distintos procesos biológicos en un organismo, es un análisis mucho más
complejo y de mayor alcance que la genómica.
Al fin y al cabo, son las proteínas, y no los genes, las moléculas que realizan el
verdadero trabajo dentro de una célula. Por consiguiente, la deficiencia en la
síntesis de proteínas es lo que realmente causa las enfermedades, bien sea
esa deficiencia el resultado de fallas en la estructura celular generadas porgenes mutantes o sea sólo una consecuencia del desgaste natural de la célula.
El Proyecto Genoma Humano, que identificó los genes y la secuencia total de
las bases nitrogenadas que constituyen el ADN humano, fue todo un éxito
gracias a una gran lucha de egos. Al contrario, los científicos que se han
abocado al estudio del proteoma han sido modestos, y por tanto la noticia
sobre sus investigaciones nada ruidosa.
El hecho de que estén intentando trabajar con calma no quiere decir que hayan
aminoácidos, el mismo ribosoma (la máquina que ata los aminoácidos juntos),
al combinar de diferente orden y tipo a los aminoácidos en las proteínas, puede
proponer nuevas funciones y formas vivientes. Este proceso se llama a
menudo la mutación.
Las mutaciones producidas en las proteínas pueden ser cambios de un
aminoácido en una proteína, (como la hemoglobina en su sangre).
Muchos esfuerzos de la investigación nos permiten diseñar las sucesiones de
las proteínas racionalmente para hacer nuevas funciones y terapias.
La mayoría de las drogas llevan a cabo sus funciones, ligándolas a las formas
específicas que plegaron las proteínas en las células.
La proteína comprensiva de la estructura tridimensional es una de muchas
cosas que nosotros necesitamos entender.
Las proteínas humanas son los blancos de las drogas y son la llave a mejorar
la salud humana. Mejorando nuestra comprensión sobre estas proteínas,
tendríamos muchos efectos positivos innumerables.
La segunda categoría consiste en proteínas encontradas en los genomas de
los patógenos. Entendiendo la biología de estas bacterias y virus que tienen la
causa de la enfermedad, nos evitaríamos sufrir algún problema de salud.
La última categoría consiste en proteínas que se encuentran en los genomas
de microbios medioambientales. Estos microbios representan la mayoría de
biodiversidad molecular en el planeta y entendiendo estos microbios y su papel
en nuestro ambiente se ayudarían a un entendiendo más profundo de su
proteomas (la estructura y función de las proteínas en su genomas). Estos
microbios son responsables, durante el carbono global y ciclos de nitrógeno, dedegradar los productos de desechos humanos, y pueden realizar la biosíntesis
enzimática.
Las proteínas son esenciales a los seres vivientes. Casi todo en el cuerpo
humano involucra o está hecho de proteínas.
Las proteínas son moléculas grandes que están hechas de cadenas largas demoléculas más pequeñas llamadas los aminoácidos. Mientras hay sólo 20 tipos
hacer una analogía con la Genomia, y mientras se ve a menudo como el
"próximo paso", la proteómica es mucho más complicada que la genomia.
Lo más importante, mientras el genoma es una entidad bastante constante, el
proteoma difiere de la célula a la célula y constantemente está cambiando a
través de sus interacciones bioquímicas con el genoma y el ambiente.
Un organismo tiene la expresión de la proteína sumamente diferente en las
partes diferentes de su cuerpo, en las fases diferentes de su ciclo de vida y en
las condiciones medioambientales diferentes.
La integridad de proteínas en la existencia en un organismo a lo largo de su
ciclo de vida, o en una pequeña escala, la integridad de las proteínas se
encontró en un particular tipo de estímulo y celular, está respectivamente
llamado el proteoma del organismo o tipo de la célula.
Desde que las proteínas juegan un papel central en la vida de un organismo, la
proteómica es instrumental en el descubrimiento de biomarcadores, como
marcadores que indican una enfermedad particular.
Con la realización de un proyecto áspero del genoma humano, muchos
científicos están investigando cómo los genes y proteínas actúan
recíprocamente para formar otras proteínas. Un hallazgo sorprendente del
Proyecto de Genoma Humano es: hay proteínas codificadas a menores
distancias en los genes del genoma humano que en las proteínas del proteoma
humano (~22,000 genes vs. ~400,000 proteínas). Se piensa
El gran aumento en la diversidad de la proteína puede ser debido a alternativas
de unificación y a la modificación post traslación de proteínas. Esta diferenciaimplica que esa diversidad de la proteína no puede caracterizarse totalmente
por el análisis de la expresión de un gen único, mientras, haciendo una
herramienta útil a la proteómica para caracterizar las células y tejidos de
interés.
Catalogar todas las proteínas humanas y determinar sus funciones y regalos de
las interacciones es un desafío desalentador para científicos. Una colaboración
internacional para lograr estas metas está siendo coordinada por laOrganización del Proteoma Humano (HUPO).
1. La sucesión del Genoma es el resultado final producido por los proyectos de
secuenciación del genoma. Para el genoma humano habría una palabra
para cada cromosoma. La longitud total de los 23 cromosomas en el
humano es de 3 billones. Esto representa un lugar relativamente estable
para una célula.
2. Genoma ADN se copia a mensajero RNA complementario por ARN-
polimerasa. El ARN es menos estable que ADN.
3. ARN se traduce en la sucesión de la proteína por el Ribosoma. Cada
pedazo corto y grueso es la sucesión de ARN (el codón) se traduce en uno
de 20 aminoácidos. Así cada ARNm codifica para una sola única proteína.
4. El plegando de proteínas consiste principalmente en rotaciones alrededor
de las ataduras químicas.
2.5.- NITRACIÓN DEVELADA.-
Es bien sabido que estas enfermedades tienen que ver con la acumulación de
proteínas anormales y disfuncionales que actúan como agentes patógenos enel cerebro, pero las verdaderas causas de estas condiciones médicas aún
están siendo estudiadas. Colette Sacksteder, investigadora del Pacific
Northwest National Laboratory de Richland, estado de Washington, y sus
colegas utilizaron técnicas proteómicas para confirmar algo que ya
sospechaban: que la nitración es, al menos, parte de la causa de ambos males.
La nitración es uno de los diversos procesos químicos dañinos agrupados bajo
el término "estrés oxidativo". Este tipo de estrés ocurre cuando el equilibrioentre los radicales libres que genera el cerebro en su funcionamiento y la
cantidad de moléculas antioxidantes presentes en el mismo se pierde a favor
de los primeros, desencadenando procesos malignos que pueden provocar la
muerte celular.
A fin de investigar más a fondo esta correlación, el equipo de la doctoraSacksteder decidió estudiar el conjunto de las proteínas que se sintetizan en el
cerebro que son susceptibles a la nitración, aunque para el experimento
utilizaron cerebros de ratones y no de personas. Los resultados fueron
complejos: hay una mayor cantidad de diferentes tipos de proteínas en el
cerebro de estos roedores que en cualquier otro órgano de su cuerpo, si bien
no se sabe exactamente cuántos. Pese a que existen varios catálogos al
respecto, la doctora Sacksteder decidió empezar de cero.Para ello primero descompusieron todas las proteínas de las muestras tomadas
de ratones saludables en unidades más pequeñas llamadas péptidos. Un
péptido es una cadena de moléculas de aminoácidos, que son los
componentes principales de las proteínas. Al clasificar los péptidos de acuerdo
con características como la carga eléctrica y la atracción al agua, y luego al
separarlos según su peso molecular en máquinas llamadas espectrómetros de
masa, el equipo pudo determinar la composición exacta de cada péptido.Regresar los péptidos a su forma original de proteína fue una labor que requirió
de un gran esfuerzo computacional, pero una vez que lo lograron, los
investigadores calcularon haber identificado casi 8.000 proteínas _el catálogo
más completo sobre las proteínas sintetizadas en el cerebro de los mamíferos
que se haya compilado.
Como resultado, el equipo pudo reconocer 29 proteínas que aparecían en
forma tanto nitrada como no nitrada. Al analizar las bases de datos se dieroncuenta de que más de la mitad de estas proteínas estaban presentes en una o
más enfermedades neurodegenerativas.
Siguiendo este modelo, decidieron investigar con más detalle el papel que
desempeña el proceso de nitración en el mal de Parkinson. A otro grupo de
ratones le inyectaron MPTP, una molécula que simula los efectos de esta
enfermedad. A continuación midieron los niveles y patrones relativos de la
nitración en las 29 proteínas identificadas y encontraron aumentos significativos
splicing alternativo para generar variabilidad. Sin embargo, y a pesar de su
importancia, todavía no se sabe prácticamente nada de la manera en la que el
splicing alternativo modula la función de las proteínas.
Como era de esperar, también se ha observado una clara relación entrepatrones de splicing anómalos y patologías. Por ejemplo, se ha observado que
el splicing alternativo puede estar asociado a diversas patologías del sistema
nervioso, a procesos cancerígenos, etc.
También en este caso, la falta de conocimiento básico sobre los aspectos
funcionales del splicing alternativo ha impedido, en la gran mayoría de los
casos, esclarecer el mecanismo molecular de la enfermedad.
En el campo de la bioinformática, los estudios sobre splicing alternativo a nivelde proteína son contados. Entre ellos cabría destacar los estudios del grupo de
P.Bork, centrados esencialmente en cuantificar la contribución del splicing
alternativo a la variabilidad total del proteoma, siendo suya la primera
estimación de un 30 % de proteínas afectadas por el splicing alternativo. Más
en la dirección del presente proyecto, los precedentes que existen son
mínimos; cabría mencionar el trabajo de Modreck et al., 2001, en el que se
estudia la distribución del splicing alternativo entre las diferentes familiasfuncionales de proteínas. En lo que respecta a nuestro grupo, cabría destacar
la aplicación de técnicas bioinformáticas a la caracterización estructural de dos
isoformas de hSos.
Por todo ello, la caracterización bioinformática de la variabilidad asociada al
splicing alternativo es un área de investigación prácticamente virgen todavía,
en la que los estudios bioinformáticos pueden realizar contribuciones
novedosas, y de utilidad para el posterior análisis experimental del proteoma,tanto en el contexto de las aplicaciones biomédicas, como en el de la ciencia
básica.
3.4.- TOMAR EN CUENTA.-
El Proteoma Humano el proyecto Plegadura les proporcionará datos quepredicen la forma de un número muy grande de proteínas humanas a
científicos. Estas predicciones les darán las pistas que ellos necesitan
identificar las funciones biológicas de proteínas individuales dentro del cuerpo
humano a científicos. Con una comprensión de cómo cada proteína afecta la
salud humana, científicos pueden desarrollar las nuevas curas para las
enfermedades humanas como el cáncer, HIV/AIDS, SARS, y malaria.
Esta investigación abrirá los secretos de la vida. El genoma humano era
solamente el informe especial del principio.
El aviso de la terminación del primer bosquejo del proyecto humano del
genoma fue tratado como una revolución científica, tan significativa como el
primer paso del hombre en la Luna. Fue un logro masivo, pero comparado aponer a un hombre en la luna, no desarrolló ninguna nueva tecnología; así el
descubrimiento anterior de la hélice del doble de la ADN fue la clave, pero el
genoma humano todavía no ha proporcionado a ninguna nueva penetración
fundamental. Y, a diferencia de la penicilina, el genoma todavía no ha salvado
una sola vida. Todo lo que proporciona es una cadena larga de diagramas
binario, por lo demás poco informativo. El genoma humano es el umbral a un
proyecto más ambicioso: el proteoma. Nuestra secuencia de la ADN es el
código genético, pero la dinámica de la vida son las proteínas
Las proteínas son el nivel siguiente por encima de los genes. Son los bloques
del edificio de las máquinas celulares que extraen energía del alimento,
contraen los músculos, permiten que ver, oír o sentir, que late el corazón,
estimula el mecanismo impulsor del sexo o del pensamiento. Son los nanites
de la naturaleza, dirigiendo en la escala de los átomos y las moléculas.
Hasta ahora, El desarrollo de casi todas las drogas se han fundado en el crudosistema del ensayo y error: los millares de productos químicos se prueban para
descubrir cuál es su fuerza interactiva con las máquinas moleculares para
corregir sus defectos. Para superar esto, es necesario entender cada proteína:
el proteoma humano. Aunque el esqueleto del proteoma está allí en el genoma,
cada gen codifica para una proteína su plegamiento y doblamiento es aún un
Artículo Tomado de la Revista “EL UNVERSAL.COM”, del 25 de julio de 2006:
LA PROTEÓMICA CAMBIA LA MIRADA
Enfermedades neurogenerativas son vistas a través de la lente de las proteínas
THE ECONOMIST
¡Después del genoma, el estudio del proteoma! Esa fue la reacción ante la
noticia que sorprendió al mundo cuando a los científicos que estaban
realizando el Proyecto Genoma Humano les preguntaron qué vendría después.
La proteómica, el estudio mediante el cual se busca identificar la estructura y la
cantidad total de proteínas que concurren en la realización de los distintos
procesos biológicos en un organismo, es un análisis mucho más complejo y de
mayor alcance que la genómica.
Al fin y al cabo, son las proteínas, y no los genes, las moléculas que realizan elverdadero trabajo dentro de una célula. Por consiguiente, la de ficiencia en la
síntesis de proteínas es lo que realmente causa las enfermedades, bien sea
esa deficiencia el resultado de fallas en la estructura celular generadas por
genes mutantes o sea sólo una consecuencia del desgaste natural de la célula.
El Proyecto Genoma Humano, que identificó los genes y la secuencia total de
las bases nitrogenadas que constituyen el ADN humano, fue todo un éxito
gracias a una gran lucha de egos. Al contrario, los científicos que se han
abocado al estudio del proteoma han sido modestos, y por tanto la noticia
sobre sus investigaciones nada ruidosa.
El hecho de que estén intentando trabajar con calma no quiere decir que hayan
permanecido ociosos. Recientemente se dio a conocer un estudio sobre el