Plegamiento y desnaturalización

El interés sobre el plegamiento de las macromoléculas se despertó sobre al estudiar sus reacciones de desnaturalización. Si tenemos proteínas o ácidos nucleicos en disolución y cambiamos de forma notable las condiciones en que suelen encontrarse en su medio biológico, pierden su estructura y función nativas. Este proceso, llamado reacción de desnaturalización, puede ser reversible en ciertas condiciones y los cambios pueden ser por ejemplo de temperatura, por encima de su temperatura de fusión ($T_{m}$), o en la naturaleza del solvente.

Anfinsen et al. (1961) mostró experimentalmente que la desnaturalización es reversible al para proteínas pequeñas, añadiendo y retirando agentes desnaturalizantes a disoluciones de enzimas que ganaban y perdían su actividad. Así demostró que el plegamiento de una proteína depende exclusivamente de su secuencia, aunque hoy sabemos que algunas necesitan la ayuda de chaperoninas (Hartl & Hayer-Hartl, 2002).

A día de hoy, el proceso de plegamiento todavía no se comprende bien. Para hacerse una idea de su complejidad y de todo el trabajo realizado en este campo una buena introducción puede ser este trabajo de Rose et al. (2006).

Figura 2.1: Esquema de la reacción de desnaturalización y renaturalización (hibridación) de una molécula de ADN tomado de http://www.ehu.es/biomoleculas.

La $T_{m}$ de los ácidos nucleicos es proporcional al contenido en bases GC de su secuencia, ya éstos pares de bases (ver figura 1.10) establecen entre sí 3 puentes de hidrógeno, mientras que los AT/AU sólo 2. Si la temperatura supera $T_{m}$, las moléculas de ADN se separan en dos hebras polinucleotídicas como se muestra en la figura 2.1), pero si la bajamos lentamente ambas hebras vuelven a unirse de forma complementaria en una reacción llamada hibridación. De nuevo vemos cómo en este caso la secuencia es suficiente para guiar el plegamiento, al menos para moléculas pequeñas.