Estudios bioquímicos e inmunológicos pusieron de manifiesto una intrincada trama de interacciones entre diferentes células, moléculas de membrana y productos solubles que participan en la respuesta inmune. Ahora la cristalografía de rayos X muestra la estructura real de algunos de estos “actores” del proceso.
El enorme impulso que ha tenido la biología molecular en los últimos años, junto al desarrollo de tecnologías de avanzada, tales como la difracción de rayos X y la resonancia magnética nuclear, han permitido realizar grandes avances en el área de la biología estructural.
Las proteínas son moléculas formadas por decenas a centenas de subunidades más pequeñas: los aminoácidos. A pesar de que en la naturaleza existen solo veinte aminoácidos, la combinación entre los mismos da lugar a un gran número de proteínas diferentes (véase el recuadro “La estructura de las proteínas”). Estas macromoléculas son componentes esenciales de la maquinaria que hace posible que una célula crezca, se diferencie, se divida y realice una función determinada.
El estudio de la estructura tridimensional de las proteínas y otras macromoléculas es de enorme importancia, ya que permite conocer en detalle el modo de interacción de las mismas con sus ligandos (véase “Más luz sobre los secretos de las proteínas”). A partir de la determinación de sitios catalíticos de enzimas, superficies de reconocimiento de anticuerpos por sus antígenos o de hormonas por sus receptores, se ha podido dilucidar el mecanismo involucrado en dicha función, y así ha sido posible diseñar variantes de estas moléculas y sus ligandos donde se modula a voluntad su acción. A medida que nuevas estructuras de proteínas van haciéndose conocidas se incrementa la información acerca de por qué determinados plegamientos son mejores que otros para realizar una función, o por qué una misma estructura ha sido utilizada por proteínas con funciones totalmente diferentes.
Aportes de la cristalografía de rayos X a la inmunología
Uno de los campos más beneficiados por los avances de la biología estructural ha sido el de la inmunología. Estudios bioquímicos e inmunológicos demostraron la existencia de numerosas macromoléculas y células implicadas en la respuesta inmune a agentes extraños. Estos estudios pusieron de manifiesto una intrincada trama de relaciones, activación, desactivación y regulación del sistema inmune, que son ejercidas por diferentes células –fagocíticas, presentadoras de antígenos, linfocitos T y B, etc.–, moléculas de membrana –tales como receptores y moléculas accesorias–, y productos solubles –citoquinas, anticuerpos, etc.– (véase “La respuesta inmune”, Ciencia Hoy, 36: 22-33, 1996).
El ingreso de un agente agresor –denominado comúnmente antígeno– en un vertebrado inmunológicamente adulto, desencadena una importante respuesta inmune en la que se pueden distinguir dos fases. En primer lugar ocurre un proceso denominado inmunidad innata, en donde no están implicados fenómenos de reconocimiento específico del agente potencialmente agresor. Las células involucradas en este fenómeno internalizan de diversos modos al agente patógeno; una vez dentro de las denominadas células presentadoras de antígenos, los antígenos proteicos son cortados en pequeños fragmentos de 8-30 aminoácidos –los péptidos antigénicos– que son luego expuestos en la membrana de la célula. Este proceso, denominado presentación antigénica, consiste en que algunos de los péptidos derivados del antígeno se ubican en una ranura de una molécula de membrana perteneciente a lo que históricamente se conoce como Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH) (véase el recuadro “Los antígenos de histocompatibilidad”, reproducido de Ciencia Hoy, 36:30, 1996).
Andrea S. Llera
Carolina E. Caffaro
