evolucion de proteinas

Evolución de estructura y función proteica




Romina Hidalgo













proto prefijo del gr. prôtos, que significa primero.

proteico, ca adj. Que cambia con frecuencia de forma, por alusión a Proteo; dios marino que habiendo recibido de su padre Neptuno el don de la profecía, para librarse de los que lo acosaban con sus preguntas cambiaba de forma cuandoquería.

Introducción:

Todos los organismos vivos son similares a nivel molecular, 20 aminoácidos isómero L y los mismos nucleótidos con la D-ribosa. Esto está de acuerdo con la teoría de que todos poseen un ancestro común que había adquirido esas características. Se asume que la diversidad a niveles mas altos de organización es el resultado de la evolución divergente, y los procesosbioquímicos más básicos han sido conservados, porque una alteración hubiera sido letal.
La comparación de las secuencias de ADN y de proteínas es la manera mas aceptada para la reconstrucción de los procesos de evolución. Esto es porque la información contenida en esas secuencias es muy amplia.
Una cadena de sólo 1000 nucleótidos (como para codificar una proteína promedio) puede existir como cualquiera de41000 (10600) secuencias diferentes.
Las variaciones evolutivas de una proteína, aportan mucha información sobre la proteína en sí misma. La evolución divergente hacia distintas especies resulta en variaciones de la misma proteína, con esencialmente la misma función biológica pero diferente secuencia. Las diferencias y similitudes en la secuencia reflejan la estrictez necesaria para estructura yfunción para esa proteína.
Las relaciones evolutivas nos dan indicios del rol biológico de proteínas no caracterizadas.
Proteínas que son muy similares en estructura y secuencia pueden llevar a cabo funciones distintas, y proteínas con estructuras distintas pueden tener funciones idénticas. Se sabe que la función y la estructura tridimensional están íntimamente relacionadas.
Entender laevolución de la función puede aportar datos para el diseño de proteínas con funciones nuevas.

Mutaciones y estructura proteica

Las consecuencias de las mutaciones sobre la estructura, depende de la ubicación de los nucleótidos afectados en el gen, incluso puede ser inocua. Las mutaciones pueden cortar el polipéptido, o reemplazar un aminoácido por otro. La importancia de este cambio tendrá relacióncon la similitud química de los aminoácidos, y será mucho mayor si afecta a modificaciones post traduccionales, como el clivaje proteolítico. Inserciones y deleciones, afectan el marco de lectura, y este tipo de mutaciones produce una cadena peptídica irreconocible. Mutaciones en regiones no codificantes puede alterar la cantidad de proteína sintetizada, e incluso el splicing, afectandodramáticamente a la proteína.
Luego de la existencia de material genético funcional, su complejidad habría aumentado mas fácilmente debido a la duplicación de genes existentes que por generación de nuevo material genético. Con dos copias de cada gen disponibles, una copia puede proveer la función original necesaria, y la otra acumular las mutaciones que alteran esa función. Si esta copia alteradaeventualmente sirve para una nueva función, probablemente quede retenida en el genoma y pasado a las siguientes generaciones.
Los genes que ocupan el mismo locus en diferentes especies, y las proteínas producto de esos genes, se llaman ortólogos, mientras que genes de diferentes loci, pero relacionados por duplicación de genes son designados parálogos. La filogenia de las especies puede reconstruirse solocomparando los genes ortólogos. las diferencias entre genes parálogos de diferentes especies no está relacionada con el tiempo desde la divergencia, sino con el tiempo desde la duplicación de los genes.

Definiciones
Término Definición
Homólogo Surgieron de una proteína ancestral en común, y su relación evolutiva es evidente por similitudes en la secuencia, la estructura y/o en la...