BREVES

Se confirma la existencia de un mecanismo priónico en el reforzamiento de las sinapsis neuronales


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Los priones son posiblemente los entes más fascinantes que se han descubierto en Biología en las últimas décadas. Se sabe que son la causa de la enfermedad de Creutzfeld-Jakob, enfermedad de que te llena el cerebro de agujeros en poco tiempo de forma irreversible. Pero también se sospecha que detrás de otras enfermedades, como el Alzheimer, podría haber mecanismos infecciosos basados en priones.
Pero no vamos a hablar de enfermedades, sino de cómo se forman los recuerdos. Así que los hipocondríacos pueden seguir leyendo.
Un prión parece ser una partícula mínima que opera como unidad biológica autoreplicante, aunque no sea autónoma. Los priones están un escalón por debajo de los virus y ni siquiera tienen ADN. Son simples proteínas mal plegadas.
Las proteínas son secuencias de aminoácidos, pero lo que les da su verdadera funcionalidad es su plegamiento en una estructura tridimensional. Son tan complejas que un posible plegamiento en un determinado mínimo de energía no tiene por qué ser el único, aunque generalmente sea así. Las proteínas, incluso las priónicas, normalmente se pliegan bien. Si una proteína normal se pliega mal pasa generalmente desapercibida, aunque no sea funcional. Si una mutación hace que una proteína se pliegue mal y no cumpla con su función se puede poner en peligro la vida de la célula y del organismo.
Lo que distingue a un prión de una proteína mal plegada cualquiera es su capacidad de contagiar su mal plegamiento a las que tiene al lado. Esta capacidad permite crear largas cadenas “tóxicas” de proteínas. El proceso es una reacción en cadena, o un efecto dominó, que puede convertir grandes cantidades de proteínas celulares sanas en “cadenas tóxicas”. Una proteína tras otra de un tipo específico es forzada a pasar de un estado a otro (del normal al tóxico) de sus dos estados posibles de plegamiento.
Lo sorprendente es que los priones no se reproducen a la manera convencional, creando nuevas moléculas orgánicas, sino que convierten a las proteínas sanas ya existentes en priones, simplemente les transfieren sólo información y las hacen pertenecer a su “clase” en un proceso que podemos denominar “autocatalítico”. Lo que se reproduce es la forma de plegarse no las proteínas mismas.
Los priones, que son agentes que causan enfermedades terribles, son además, sin embargo, ejemplos preciosos que nos permiten aprender sobre la vida misma. Al fin y al cabo, la vida es, sobre todo, información organizada.
La cuestión es por qué estas proteínas priónicas tienen dos estados posibles de plegamiento. Uno puede pensar que lo ideal es que la evolución se encargará de eliminar este defecto y que sólo hubiera uno (el bueno), al fin y al cabo, los priones no parecer ser “agentes exteriores”, sino un malfuncionamiento de nuestras propias proteínas.
Cuando algo negativo no es eliminado por mecanismos evolutivos suele ser porque además de esos aspectos que reducen la supervivencia (y, por tanto, reducen el éxito reproductor) existen otros aspectos positivos, al fin y al cabo, la biología es siempre un compromiso.
En consecuencia, se ha propuesto que este mecanismo biestable de los priones haya evolucionado en el pasado para mantener ciertas funciones neurológicas, pero sin que se dé efecto infeccioso negativo. En concreto se ha propuesto que sea este tipo de mecanismo el que afiance y estabilice las sinapsis neuronales y, por tanto, que así sea posible mantener una memoria a largo plazo. Los recuerdos que podamos tener se almacenan gracias a las sinapsis de las neuronas de nuestro cerebro.
Recordemos que las sinapsis son las conexiones que establecen unas neuronas con otras. Hay más de cien mil millones de neuronas en nuestro cerebro que se interconectan con otras gracias a las sinapsis. Una neurona puede tener muchos miles de sinapsis. Las sinapsis se forman y se refuerzan, o debilitan, según el uso que se les haga.
Tanto la memoria como el procesado de la información se dan gracias a esta estructura. No es una estructura como los computadores modernos, en los que la información se almacena en un sitio, pero se procesa en otro. En el cerebro todo está junto, aunque hay regiones más o menos especializadas que pueden organizar ciertos tipos de información. Así, hay regiones que se encargan de la formación de nuevos recuerdos.
Recientemente el grupo de Kausik Si (Stowers Institute for Medical Research) ha conseguido mostrar cómo la acción del mecanismo priónico es controlado fuertemente por la célula y puede activarse cuando se necesita formar la memoria a largo plazo.
Es la solución al viejo dilema de cómo las células nerviosas logran mantener una memoria permanente cuando el conjunto de los procesos que forman el proceso de memoria ya se ha completado. ¿Cómo se puede crear un estado permanente con moléculas que van a desaparecer en el plazo de dos meses? El proceso de contagio priónico soluciona este problema.
Hay que tener en cuenta que mantener la memoria supone mucho trabajo y una gran variedad de proteínas necesitan ser formadas en las sinapsis. La síntesis de proteínas que mantiene y crea las sinapsis sólo de dan en los sitios específicos en donde han sido activadas.
Este tipo de trabajos se suele hacer con ejemplares de la babosa marina Aplysica (modelo animal típico en este tipo de estudios debido al gran tamaño de sus neuronas). Ya en el pasado se demostró el papel priónico en las sinapsis de este animal. Pero, hasta ahora, no se sabía explicar cómo se activaba el prión o por qué pasaba en determinado tipo de sinapsis y no en otras.
En moscas de la fruta este grupo de investigadores ha podido ver que si la hembra no es receptiva a la cópula (las moscas hembra son selectivas, como todas las hembras) el macho lo recuerda y no lo intentará más, aunque pase mucho tiempo. Si una proteína en concreto es mutada para que así no actúe como prión, entonces el recuerdo del macho sobre la hembra no receptiva decae en unos pocos días y al final intentará copular con ella de nuevo.
Estos investigadores han podido desvelar al completo cómo opera el mecanismo priónico en este caso y cómo las sinapsis se refuerzan gracias a él. En una compleja danza bioquímica, la proteína etiqueta con un grupo fosfato es activada cuando la célula recibe un impulso eléctrico y sólo sobre la sinapsis blanco. Esto significa que la reacción en cadena priónica es activada a un tiempo y un lugar específicos. Según los investigadores esto demostraría que la célula tiene un mecanismo para estabilizar sinapsis específicas y no otras. Además esto aclararía por qué unos recuerdos se desvanecen y otros permanecen en el tiempo.
Como este mecanismo de proteínas CPEB se ha visto en levaduras, babosas marinas, moscas y ratones, es de esperar que sea de la misma manera en humanos.
Nuestra forma de ser, miedos, habilidades intelectuales y recuerdos están en nuestro cerebro. Sin ese hardware todas esas maravillas se desmoronan para siempre. Quizás usted, amigo lector, pueda ahora mismo evocar otros tiempos felices, quizás cuando de pequeño pasó una tarde de verano bañándose en el río con su familia, o el día que oyó a su hijo pronunciar su primera palabra. O puede que recuerde esa época en la que vivió fuera de su país, conoció gente nueva, nuevas costumbres, comidas, paisajes y fue feliz. Quizás recuerde el primer beso con esa chica del instituto o la sonrisa de su abuelo. Cada cual tiene sus recuerdos favoritos y también otros tristes, pero que nos ayudaron a madurar y a ser personas. Otros recuerdos se han desvanecido para siempre.
Ahora sabe, al menos, que esos recuerdos dependen de un sofisticado efecto dominó controlado por una reacción en cadena de plegamiento en unas proteínas de las sinapsis.
Pero aún no sabemos si cuando olvidamos lo hacemos porque esta reacción en cadena priónica se ha detenido.

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Fuente: Neofronteras.com

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