proteomica

CAPÍTULO 20

PROTEÓMICA

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PROTEÓMICA
LILA CASTELLANOS1, LUIS JAVIER GONZÁLEZ1 Y GABRIEL PADRÓN1
1

Centro de Ingienería Genética y Biotecnología. Ave. 31 e/ 158 y 190, Playa. AP 6162,
CP 10600, Ciudad de La Habana, Cuba.

INTRODUCCIÓN.
ALGUNOS CONCEPTOS BÁSICOS
Una vez concluida la secuenciación del genoma humano, es necesario disponer
de técnicas que permitan comprender larelación entre la expresión de los genes
y los problemas biológicos. Este es precisamente el campo de la proteómica,
ciencia dedicada al estudio de la expresión de las proteínas y de sus cambios en
dependencia del contexto biológico. A diferencia de las técnicas clásicas utilizadas
en la bioquímica, la proteómica se basa en la separación y la identificación de
muchas proteínas (en el orden demil o más) simultáneamente. Muchos de los
métodos utilizados en proteómica permiten obtener un despliegue (u ordenamiento
o arreglo) físico de mezclas muy complejas de proteínas, separadas mediante la
combinación hábil de dos (o más) técnicas de separación.
El proteoma [1] es el conjunto de proteínas expresadas por un organismo (o
por una parte de él, por ejemplo un tipo de tejido) en unmomento dado. La
proteómica comprende tanto las técnicas para el estudio en gran escala de las
proteínas expresadas (proteoma) como las aplicaciones de estas técnicas al
análisis de problemas biológicos. Mientras que el genoma de un organismo es
esencialmente constante a lo largo de la vida, el proteoma tiene un carácter
dinámico: la expresión de proteínas cambia en diferentes etapas del ciclocelular
pero también en respuesta a acciones externas. En particular, las diferencias
entre un estado ¨normal¨ y uno patológico se traducen también a nivel molecular
en cambios en los patrones de expresión de proteínas. Es precisamente esta
variabilidad del proteoma lo que lo hace tan atractivo para la investigación
biomédica. Recientemente, la proteómica ha comenzado a dar una contribuciónimportante a nuestra comprensión de la biología y de la medicina.
Los avances logrados en genómica no se traducen directamente en nuestro
conocimiento de los respectivos proteomas: muchos genes carecen de función

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conocida, a muchos otros se les adjudica una función por analogía con otros
genomas estudiados previamente. Si se extrapola la situación encontrada con lalevadura, más de la mitad del genoma humano no tiene una función conocida en
estos momentos.
La proteómica incluye diversos campos de investigación:

• La identificación de las proteínas expresadas por un organismo en una
condición dada (proteómica descriptiva o estructural, todas las proteínas
expresadas en un momento y en un contexto)

• La identificación de los cambios en el nivel deexpresión de proteínas
asociados a cambios en las condiciones del organismo (proteómica
comparativa, cuáles proteínas cambian cuando un organismo se somete a
condiciones diferentes)

• La identificación de conjuntos funcionales de proteínas, es decir, grupos de
proteínas que se localizan en un mismo sitio celular y que operan en mutua
interacción (interacciones proteína-proteína, proteómicafuncional)

• La identificación de las proteínas que forman un organelo (este enfoque
conduce a la elaboración de un mapa molecular de la célula)

¿P OR

QUE LA PROTEÓMICA ?

El dogma central de la genética:
ADN → ARN → PROTEÍNA
dió lugar a uno de los paradigmas esenciales de la biología que prevaleció durante
la segunda mitad del siglo pasado:
un gen → una proteína
Esta relaciónaparentemente simple, no refleja sin embargo la realidad [2].
Aunque es cierto que un gen codifica una secuencia de aminoácidos existen
dos eventos que incrementan considerablemente el número de proteínas que
pueden ser originadas por un gen y estar presentes en una célula en un momento
dado y por tanto hace más complejo el proteoma de una célula.
Uno de esos eventos es el fenómeno conocido como...