Agua Hexagonal

Premio Nobel de Química 2003-Información para el público
8 de Octubre 2003
Toda materia viva está formada por células. Un solo ser humano tiene tantas como estrellas en una galaxia, alrededor de
cien mil millones. Las células, por ejemplo, células musculares, del riñón o de los nervios, actúan juntas en un intrincado
sistema en cada uno de nosotros. Mediante descubrimientos pioneros sobre elagua y los canales de ión de las células,
este año los premiados con el Nobel Peter Agre y Roderick MacKinnon, han contribuido al conocimiento químico
fundamental sobre cómo funcionan las células. Nos han abierto los ojos a una fantástica familia de máquinas
moleculares: canales, puertas y válvulas que son necesarios para que la célula funcione.
Canales moleculares a través de la pared de lacélula.
Para mantener una presión constante en la célula es importante que el agua pase a través de la pared de la célula. Esto se
sabía desde hace mucho tiempo. La apariencia y la función de estos poros fue durante mucho tiempo uno de esos
clásicos problemas de bioquímica sin resolver. No fue hasta 1990 cuando Peter Agre descubrió el primer canal de agua.
Como todo lo demás en la célula viva,era todo proteína.
Las moléculas de agua no son sólo entidades que entran y salen de la célula. Para que miles de millones de células
puedan funcionar como algo más que una masa, hace falta coordinación, De modo que la comunicación entre las células
es necesaria. Las señales enviadas entre células se componen de iones o pequeñas moléculas. Éstas dan comienzo a
cascadas de reacciones químicasque hacen que los músculos se tensen, los ojos lloren… En realidad, esto controla todas
nuestras funciones corporales. Las señales de nuestro cerebro también implican estas reacciones químicas. Cuando nos
tropezamos, esto desencadena una señal que va hacia el cerebro. A lo largo de una cadena de células nerviosas, a través
de la interacción entre las señales químicas y las corrientes de iones, lainformación es transmitida de célula a célula
como un testigo en una carrera de relevos.
En 1998 Roderick MacKinnon tuvo éxito por primera vez mostrando qué canales de iones son parecidos al nivel
atómico, un logro que junto con el descubrimiento de los canales de agua abrió nuevas áreas de estudio en bioquímica y
biología.
Las consecuencias médicas de los descubrimientos de Agre y MacKinnonson también importantes. Un número de
enfermedades pueden ser atribuidas al pobre funcionamiento del agua y de los canales de iones del cuerpo humano. Con
la ayuda del conocimiento primordial sobre cómo son y cómo funcionan, ahora hay nuevas posibilidades para desarrollar
nuevos fármacos más efectivos.
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Fig 1. La pared divisoria entre la célula y el mundo exterior, incluyendo otras células,está lejos de ser una coraza
impenetrable. Por el contrario, está perforada por varios canales. Muchos de ellos están especialmente adaptados para un ión
específico o molécula y no permiten que pase ningún otro tipo. Aquí a la izquierda podemos ver un canal de agua y a la
derecha un canal de ión.
Canales de agua
L a b ú s q u e d a d e l o s c a n a l e s d e a g u a
Muy pronto, a mediadosdel siglo diecinueve se entendía que debía haber aberturas en la membrana del la célula
para que permitiese un flujo de agua y sales. Hacia la mitad de 1950 se descubrió que se podía transportar
rápidamente agua dentro y fuera de la célula a través de los poros que sólo admiten moléculas de agua. Durante
los siguientes 30 años, esto se estudió en detalle y la conclusión fue que debía haberalgún tipo de filtro selectivo
que prevenía que los iones pasaran a través de la membrana mientras que las moléculas de agua, que no están
cargadas, flotan libremente. ¡Miles de millones de moléculas de agua por segundo pasan por un solo canal!.
Aunque esto se sabía, no fue hasta 1992 cuando alguien fue capaz de identificar cómo era este mecanismo
molecular. Esto es, identificar qué proteína o...