Calreticulina (I): Scitable

Por: Fela Mendlovic, M.Sc. (Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Universidad Anáhuac ) y Mariangela Conconi, Ph.D. ( Escuela de Ciencias de la Salud, Universidad Anáhuac) © 2011 Nature Education

La calreticulina es una proteína con múltiples funciones, incluyendo la regulación del calcio y la ayuda al plegamiento de otras proteínas.¿Cómo descubrieron los científicos la calreticulina y sus funciones?

La calreticulina (CRT) es una proteína que se encuentra ampliamente distribuida en células eucariotas. Fue descrita por primera vez en el retículo endoplasmático (ER, una red de membranas interconectadas dentro del citoplasma celular). Desde su descubrimiento, se ha identificado en muchas otras estructuras celulares como el citoplasma, la membrana de la célula, y la matriz extracelular (un andamio de proteína que se encuentra entre las células). Entre sus muchas funciones, la calreticulina está involucrada en el mantenimiento de niveles adecuados de calcio en los organismos. También funciona como un chaperón para ayudar a otras proteínas a plegarse correctamente. ¿Cómo puede ser una proteína tan omnipresente y hacer cosas tan diferentes? Para responder a esta pregunta, vamos a revisar lo que sabemos sobre calreticulina, desde su descubrimiento hasta los emocionantes hallazgos más recientes, que sugieren que esta proteína juega un papel clave en procesos como la cicatrización de heridas, la eliminación de células del cáncer  y el desarrollo parasitario.
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¿Cómo se pliegan las proteínas?

Toda la información requerida para construir un organismo vivo se almacena en sus cromosomas, y el resultado final de la expresión de la mayoría de los genes en los cromosomas es una proteína. Las proteínas desempeñan un papel crucial en prácticamente todos los procesos biológicos. Cuando se observa una célula a través de la lente de un microscopio, lo que estás viendo realmente son proteínas en acción. Hay proteínas que dan a la célula su forma y estructura, mientras que otras proteínas realizan todas las funciones vitales que se requieren para que la célula opere. Las proteínas pueden funcionar como catalizadores (cambiando la velocidad de las reacciones químicas), en el transporte y almacenamiento de otras moléculas (tales como oxígeno o hierro), y en la protección inmune, entre muchas otras funciones. Ellas son capaces de generar movimiento, transmitir los impulsos nerviosos a través de receptores de membrana, actúan como hormonas, y proporcionar un control del crecimiento y la diferenciación .

En su estado más básico, las proteínas se componen de una cadena lineal de aminoácidos, y estas moléculas lineales normalmente se pliegan en determinadas formas tridimensionales. La función de una proteína depende directamente de su estructura doblada. Además, cada proteína contiene una amplia gama de grupos funcionales (grupos de átomos unidos a los aminoácidos que participan en las reacciones químicas específicas) que pueden afectar a su forma final.

Los grupos funcionales se añaden a la proteína después de que se sintetiza en los ribosomas en un proceso denominado modificación post-traduccional, que tiene lugar en el retículo endoplásmico . ¿Cuáles son las modificaciones posteriores a la traducción? Estas modificaciones químicas contribuyen al correcto plegamiento de las proteínas, promueven su activación de formas inactivas, afectan a sus funciones, determinan sus localizaciones celulares, o las marca para la secreción. Estas modificaciones afectan a la condición general de las proteínas dentro de la célula y/o el organismo. Las modificaciones post-traduccionales incluyen: la adición de grupos fosfato (fosforilación ), azúcares (glicosilación), grasas (lipidación), grupos acetilo ( acetilación ), y la ruptura de las proteínas en fragmentos (proteólisis). Hay más de 100 tipos diferentes de estas modificaciones, que reflejan la importancia de la modificación post-traduccional en las funciones de la proteína.

Algunas proteínas no se pliegan en sus correctas estructuras tridimensionales por sí mismas. Necesitan ayuda. Otras proteínas especializadas, conocidas como chaperones, vienen a su rescate. La misión de los acompañantes es ayudar a otras proteínas a que se pliegan en su correcta configuración y así adquirir la funcionalidad (Herbert & Molinari 2007).

El descubrimiento de la Calreticulina: muchos nombres, una proteína

La calreticulin fue descubierta en células de músculo esquelético en 1974. Thomas Ostwald y MacLennan David intentaron caracterizar las proteínas que se unen al calcio en el retículo sarcoplásmico – un tipo especializado de retículo endoplásmico encontrado en las células musculares. Dado que el calcio es esencial para la contracción muscular y la relajación, esperaban aprender acerca de la regulación de calcio mediante el estudio de estas proteínas en las células musculares. Ostwald y MacLennan aislaron siete proteínas de un extracto de retículo sarcoplásmico del músculo esquelético de conejo, y cuando se midió la actividad de unión al calcio, sólo una proteína mostró una alta afinidad para este elemento. Le dieron a esta proteína recientemente identificada el nombre de “proteína de alta afinidad de unión de calcio” (HAB), por razones obvias.

Quince años más tarde, los avances en biología molecular permitieron a los científicos clonar y caracterizar la secuencia aminoácida de la HABP (Fliegel et al . 1989). Para su sorpresa, cuando compararon su secuencia de aminoácidos a las de otras proteínas de unión de calcio reportados en la literatura científica, se enteraron de que la secuencia era idéntica a las de la calregulin, CRP55, CaBP3, ERp60 y proteínas tipo-calsecuestrina (Michalak et al . 1992). De todas estas proteínas, la CRP55 fue el primera en ser secuenciada y propuesta para ser la partícipe en el almacenamiento de calcio, una predicción que resultó ser correcta. Los autores llamaron a esta proteína calreticulina (Smith & Koch, 1989). Anteriormente, la calregulina había sido localizada en el retículo endoplásmico (Waisman et al . 1985), y la calreticulina en el material luminal de este mismo orgánulo (Macer y Koch, 1988).

Todas estas proteínas habían sido descubiertas por diferentes grupos de investigación que estudian una variedad de células no musculares, tales como el hígado y las células del cerebro. Para evitar confusiones, todos los laboratorios involucrados llegaron a un consenso para nombrar a la proteína “calreticulina”, reflejando su capacidad de unión al calcio y su localización en el retículo sarcoplásmico/endoplásmico. En ese momento, no tenían idea de que esta proteína multi-llamada también resultaba ser una molécula multifacética . A continuación, los científicos compararon la secuencia de aminoácidos de la calreticulina humana (CRT) con otras secuencias conocidas de diferentes organismos utilizando los análisis filogenéticos. Sus resultados mostraron que la TRC es una proteína conservada, lo que sugiere que juega un papel esencial en la fisiología celular. Hasta ahora, la CRT ha encontrado en todas las células eucariotas, excepto enlos eritrocitos -estas células carecen de ER- y la levadura (Michalak 1999).

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