PROTEINAS DE SEDAS E HILOS DE ARAÑAS

PROTEINAS SINTÉTICAS DE SEDAS E HILOS DE ARAÑAS
La Seda es un asombroso material producido naturalmente por varias especies, como la seda de la polilla, del gusano, abejas y arañas. La seda de cada especie tiene sus propias propiedades. Por ejemplo, la seda de la polilla Bombyx mori es ideal para hacer textiles, por su ligero peso, suavidad y apariencia lujosa. Ésta se ha producidocomercialmente en China los últimos 4000 años. Otras sedas, como la de la araña, tiene una gran resistencia y elasticidad, así como su resistencia química. Arañas como la tejedora dorada (Figura 1) puede producir varios tipos de seda, cada una perfectamente adaptada a los requerimientos que demande. La hembra de la tejedora dorada produce más de 6 diferentes sedas.
Las sedas de los géneros Arameus (arañadel jardín europeo), Nephila (tejedora dorada), Argiope (araña avispa) y Latrodectus (araña viuda) son las mejores caracterizadas.

Proteínas de seda y sus propiedades
Por décadas, los estudios de la seda han sido enfocados a las fibras de la misma. Estudiar su tensión y elasticidad, las cuales compiten (y a veces son mejores) con algunas fibras sintéticas modernas, como el Kevlar, de lamarca Dupont.
El hilo de seda natural se ha estudiado intensamente, pero algunos detalles permanecen oscuros. El núcleo de la proteína se cree que está cubierta con una capa delgada de glicoproteínas y un recubrimiento exterior de lípidos. Dos componentes principales de proteínas, cada una con un tamaño molecular de más de 300 KDa, se han identificado en el núcleo: MaSp1 y MaSp2. Ambas secuencias deaminoácidos constan de una composición inusual de amino ácido, tienen un contenido significativamente alto de alanina y de glicina; MaSp2 tiene un alto contenido de prolina. Tiene unidades de 20 a 40 aminoácidos y regiones hidrofóbica e hidrofílicas alternas. La región del núcleo repetitivo, formado por varias de estas unidades repetitivas, está flanqueado por los dominios no repetitivos en losextremos terminales amino y carboxilo. Estos extremos terminales a menudo contienen residuos de cisteína para unir dos o más monómeros de proteína covalentemente. La secuencia de aminoácidos de la proteína de la seda, determina la estructura tridimensional de la proteína, que está directamente asociada a las propiedades mecánicas del hilo.
Las fibras de Nephila clavipens, está compuestaaproximadamente de 80% de MaSp1 y aproximadamente de 20% de MaSp2, y tiene una gran elasticidad, soporta los 1, 500 Mpa. Recientemente se ha descubierto que la araña de Darwin produce un hilo de seda con una dureza de más de 250 MJ/m3. En la tabla 1 se compara las propiedades de las fibras de seda de las arañas comunes.

Limitaciones en la producción de seda de araña
Considerando las propiedadesmecánicas y fisicoquímicas, la seda de araña es ideal para muchas aplicaciones industriales. Sin embargo, ningún producto de seda de araña es comercialmente disponible. Las arañas son caníbales, así que no pueden ser alojados juntos, y, por tanto, no pueden ser criados a gran escala.
Alternativamente, la seda de las arañas puede ser producida como proteína recombinante usando organismos hospederos. Lasestrategias recombinantes se han limitado debido a que pocas secuencias de genes completos de proteína de seda de araña están disponibles. La inestabilidad genética, la recombinación debido a las secuencias repetitivas, y las estructuras secundarias indeseables de RNAm conducen a problemas con reordenamientos y la traducción truncada.
Dos estrategias pueden ser usadas para producir proteínasrecombinantes de seda de araña, una es basada en completar o fragmentar el gen original de la secuencia que codifica para la proteína de la seda. La otra utiliza una secuencia sintética que imita o incluso mejora la proteína de seda original.

Copia de la naturaleza con las secuencias de genes originales
Cuando la producción de la proteína de seda de araña basado en el gen auténtico, las...