Mensaje Bioquímico XLIV, 2020

Editorial

 
Dr. Héctor Riveros Rosas 
Departamento de Bioquímica.
Facultad de Medicina
Tel. +52 (55) 56232284

Planetas extrasolares

Dra. Julieta Norma Fierro Gossman

Instituto de Astronomía, Circuito Exterior s/n, Ciudad Universitaria, Coyoacán, CDMX, CP 04510 Tel. +52 (55) 5622-3923

Resumen
Uno de los grandes descubrimientos de este siglo es el de los planetas extrasolares, exoplanetas, mundos fuera del sistema solar. Grandes pensadores como Giordano Bruno pensaban que existían otros mundos que giraban en torno de estrellas distintas al Sol; las ideas de Bruno le costaron la vida, fue quemado en la hoguera. En cambio, ahora la búsqueda de nuevos mundos recibe vasto apoyo de la comunidad científica internacional, incluido México.

Aspectos membranales y transductores de la tolerancia de las plantas a las bajas temperaturas

Dra. Marina Gavilanes Ruíz
Departamento de Bioquímica, Conjunto E, Facultad de Química, Circuito de la Investigación Científica 70, Ciudad Universitaria, Coyoacán, CDMX, CP 04510 Tel. +52 (55) 5622-5376, gavilan@unam.mx

Resumen
Las plantas enfrentan temperaturas cambiantes a lo largo del día y del año. Las especies de los climas templados en general están habilitadas para soportar temperaturas cercanas a la de la congelación del agua. Esta capacidad es adquirida durante el proceso de aclimatación a la congelación, mismo que consiste en una exposición gradual de las plantas a bajas temperaturas. En este lapso ocurre una reprogramación génica y metabólica que le permite a la planta crear estructuras y funciones resistentes al frío extremo. Estos ajustes incluyen la remodelación membranal y la transmisión de la señal de frío que es percibida y procesada por redes de transducción que incluyen de manera importante a las cascadas de MAP cinasas.

La regulación genética de la floración

Dra. Berenice García Ponce de León

Departamento de Ecología Funcional, Instituto de Ecología, UNAM. Circuito exterior junto al Jardín Botánico, Ciudad Universitaria, Coyoacán, CDMX, CP 04510 Tel. +52 (55) 5622-9019, bgarcia@ecologia.unam.mx

Resumen
La transición a la floración es un proceso fundamental en el desarrollo de las plantas que marca el final del estado vegetativo y el paso al estado reproductivo. Su regulación dinámica en respuesta a señales intrínsecas del desarrollo y a señales ambientales como el fotoperiodo y la temperatura es de gran importancia porque afecta directamente la reproducción y la viabilidad de la descendencia y, por lo tanto, tiene repercusiones en la productividad de plantas de interés humano. En este sentido, es importante conocer la red de regulación genética que promueve de manera dinámica este complejo plan de desarrollo. Arabidopsis thaliana es una planta modelo en angiospermas que ha permitido grandes avances en el conocimiento de este proceso. En esta revisión resumimos de forma integral, la información relevante sobre la regulación de la floración en esta especie, e incluimos algunas de nuestras investigaciones en curso.

Los códigos de barra moleculares como una herramienta
para la identificación de plantas medicinales.

Dr. Sol Cristians Niizawa

Jardín Botánico, Instituto de Biología, Circuito Exterior s/n, Ciudad Universitaria, Coyoacán, CDMX, CP 04510 Tel. +52 (55) 5622-8222 Ext. 47901, sol.cristians@ib.unam.mx

 

Resumen
Los códigos de barras moleculares son secuencias ortólogas cortas de una región estandarizada del genoma que pueden ser aisladas y caracterizadas fácilmente, las cuales funcionan a manera de etiquetas cuyo fin es la correcta identificación de las especies biológicas. Actualmente, esta herramienta práctica y poderosa se aplica a la autentificación de plantas medicinales coadyuvando al control de la calidad de las especies vegetales comercializadas internacionalmente. Los principales marcadores moleculares utilizados en la codificación genética son: matK, rbcL, rpl32-trnL, trnH-psbA e ITS2. Si bien su uso comienza a ser rutinario en varios países del mundo, en México aún son escasos los ejemplos de plantas medicinales mexicanas que cuentan con su código de barras molecular, por lo que es urgente redoblar esfuerzos para la generación de una biblioteca de códigos de barras de la flora medicinal mexicana e integrar este análisis a las monografías de la Farmacopea Herbolaria de los Estados Unidos Mexicanos.

Proteínas con repeticiones de anquirina: estructura, función y retos bioquímicos

Dra. Itzhel García Torres
Grupo de estudio en Biomoléculas y Salud Infantil, Laboratorio de Errores Innatos del Metabolismo y Tamiz. Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud. Tel: 10840900 ext 1726. garciaitzhel@gmail.com

 

Resumen
Las proteínas con repeticiones de anquirina son proteínas distribuidas ampliamente en la naturaleza cuya función principal es mediar interacciones proteína-proteína. Debido a esto, desde hace algunos años se han diseñado bibliotecas de este grupo de proteínas que forman andamiajes estructurales conformados por un giro-ß seguido de dos a hélices antiparalelas y un asa que conecta con el giro-β de la siguiente repetición. Este dominio de anquirina tiene la peculiaridad de tener siete posiciones en donde los aminoácidos pueden ser variables, cuya combinación le confiere especificidad hacia diferentes blancos proteicos. Las anquirinas diseñadas se han producido exitosamente en Escherichia coli como proteínas monoméricas, solubles y estables con notables rendimientos, por lo que se han utilizado en diversas aplicaciones que van desde el diagnóstico mediante la identificación de proteínas blanco hasta la propuesta de nuevos tratamientos contra diferentes enfermedades. Estas proteínas aún no han sido estudiadas en nuestro país, por lo que es de nuestro interés utilizarlas en acercamientos para combatir algunas enfermedades que afectan a la población infantil en México. En ese sentido, proponemos utilizar anquirinas diseñadas para identificar blancos proteicos en leucemia y giardiasis. Para ello, se obtuvo una colección de anquirinas diseñadas con un módulo de repetición, se seleccionaron algunas de estas proteínas y se caracterizaron bioquímicamente, así mismo se obtuvieron dos proteínas con dos y tres módulos de repetición mediante un análisis por consenso. Estas proteínas se están usando en la búsqueda de blancos proteicos en extractos de cultivos de Giardia lamblia y cultivos celulares de la línea leucémica Jurkat. Actualmente, estamos identificando algunas proteínas que interaccionan con las anquirinas seleccionadas para posteriormente evaluar la importancia de los blancos proteicos encontrados en las enfermedades de estudio. No obstante, la estabilidad y características de las anquirinas obtenidas nos han demostrado la capacidad de este grupo de proteínas para identificar blancos proteicos de importancia en medicina.

Orotato fosforribosiltransferasa. Pasado, presente y futuro en el estudio estructural de las proteínas

Dra. Lilian González Segura
Departamento de Bioquímica, Facultad de Química, UNAM, Avenida Universidad 3000, Ciudad Universitaria, Coyoacán. CDMX. CP 04510. Tel +52(55)56223145, mail: liliang@unam.mx

Resumen
La orotato fosforribosiltransferasa (OPRTasa; EC 2.4.2.10) cataliza la condensación del orotato con el fosforribosil pirofosfato dependiente de Mg2+ para producir pirofosfato y orotidina 5´-monofosfato. Esta enzima es clave en la síntesis de nucleótidos de pirimidinas y se encuentra ampliamente distribuida en bacterias, arqueas y eucariotes. Las OPRTasas tienen un gran cambio conformacional, clave para su actividad, el cual involucra el cierre de una asa flexible sobre los sustratos unidos para generar el sitio activo durante cada ciclo catalítico. El conocimiento de las diferentes estructuras tridimensionales de las OPRTasas en los procariotes, ha permitido aportar información muy valiosa de los sitios activos de estas enzimas, el cual representa un blanco atractivo para el desarrollo de nuevos fármacos para el tratamiento de diferentes enfermedades.

Mitos y hechos del cerebro que aprende: Las heramientas de las neuronas en la docencia

Dr. Diego Rolando Hernández Espinosa

Departamento de Bioquímica, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México   Correo: diegorolandomd@gmail.com

 

 

Resumen
Los neuromitos son falsas creencias que tenemos sobre el desarrollo y funcionamiento del cerebro. La mayoría tiene su origen en malas interpretaciones, o afirmaciones entendidas fuera de contexto, de hechos científicamente establecidos. A diferencia de los mitos en otros ámbitos en la sociedad, los mitos sobre el funcionamiento del cerebro repercuten directamente sobre el ámbito educativo. La prevalencia de los neuromitos a diferentes niveles es bastante preocupante, ya que, por ejemplo; la idea de que solo usamos 10% de nuestra capacidad cerebral, la separación de los hemisferios cerebrales en analítico y artístico o la de los estilos de aprendizaje se traduce en la implementación de herramientas o enfoques docentes que limitan la experiencia del estudiante y a su vez la oportunidad de aprender.El conocimiento sobre las bases neuroanatómicas y neurofisiológicas de los procesos de adquisición, consolidación y evocación, podrían representar una base sólida sobre la cual el docente pueda discernir y plantear, herramientas y estrategias de aprendizaje para mejorar el aprendizaje propio y de sus alumnos.

Homeostasis Redox y los Sistemas Antioxidantes

Dra. Irene Patricia del Arenal Mena
Laboratorio 8 Edificio D, Primer piso Tel. +52 (55) 56232169 darenal@bq.unam.mx

 

Resumen

El mantenimiento de la homeostasis redox en los seres vivos es fundamental para evitar el daño que producen las especies reactivas del oxígeno (ERO) o del nitrógeno (ERN), y que  ocasionan la pérdida del equilibrio entre moléculas reductoras y moléculas oxidantes originando un estrés oxidante relacionado con la aparición de múltiples enfermedades. Para evitarlo las células tienen sistemas antioxidantes que transfieren electrones a los radicales y los neutralizan y evitar así el daño a las macromoléculas biológicas resultante de oxidación.

Un aminoácido fundamental en la mayoría de estos sistemas es la cisteína, debido a que tiene un grupo tiol que puede transitar reversiblemente entre su forma reducida (R-SH) y su forma oxidada (R-S-S-R). La cisteína se encuentra importantemente en todos los componentes de los sistemas antioxidantes entre estos están: los  tioles de bajo peso molecular, los  tioles proteicos y  en las enzimas encargadas de la transferencia de electrones. La participación de estos componentes en la S-tiolación, como un mecanismo de protección en las proteínas de la oxidación es tambien discutido. En este trabajo se presentan algunos de las especies reactivas mas abundantes en los seres vivos y su función en la transducción de señales.


Superfamilia de proteínas dehalogenasa de haloácido, la extensa radiación evolutiva de un plegamiento antiguo

Resumen
La superfamilia de proteínas de las dehalogenasas de haloácido (HAD) es un grupo diversificado de proteínas bien conocido. El plegamiento se considera antiguo, pues parece provenir de las bacterias primigenias y todo genoma reportados contienen varios genes que codifican para miembros de esta superfamilia, algunos como un dominio de una proteína más grande. Sus funciones incluyen fosfatasas inespecíficas y específicas de metabolitos y de fosfoproteínas, pirofosfatasas, ATPasas, fosfotransferasas, epóxido hidrolasas, dehalogenasas y más. Además de un papel en el metabolismo, en animales se les ha implicado recientemente en la señalización, el ciclo celular y el cáncer. En plantas, la evidencia sugiere que continúan diversificándose, especialmente en especies agrícolas, pero sus funciones no están bien estudiadas. La fosfatasa del fosfato de metiltiopentenilo de Bacillus subtilis es única pues presenta un dedo de zinc en el sitio activo y a pesar de la escasa conservación de secuencia, tal característica parece presente en una proteína vegetal de función debatida, cuya estructura modelamos y dicho modelo aportó datos sobre peculiaridades en su acción catalítica. Dada la diversidad de función y secuencia, la superfamilia HAD es un paradigma interesante desde el punto de vista evolutivo y de la ingeniería de proteínas.

“Efecto de las proteínas nucleoides en la transcripción de factores de virulencia en Klebsiella pneumoniae

Dr. Miguel A De la Cruz

Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Infecciosas y Parasitarias, Av. Cuauhtémoc 330 Col. Doctores. Alcaldía Cuauhtémoc, Ciudad de México, C.P. 06720. Tel.: +52-1-56276900 Ext. 22408. Correo electrónico: miguel_angel_81@live.com

Resumen
K. pneumoniae es un patógeno que infecta principalmente a pacientes inmunocomprometidos que son hospitalizados y sufren de enfermedades severas. Los factores de virulencia más importantes de K. pneumoniae son: la cápsula, los pilis, el lipolisacárido, las proteínas de membrana externa y los sideróforos. El genoma de las enterobacterias codifica para proteínas nucleoides, las cuales estructuran el DNA bacteriano y regulan la expresión transcripcional de diversos genes. H-NS, FIS, IHF y HU son proteínas asociadas al nucleoide  que estructuran el genoma bacteriano y se han involucrado en la regulación de la expresión genética de diversos factores de virulencia en muchas bacterias patógenas. En este trabajo, nuestro grupo de investigación describió el efecto de H-NS, FIS, IHF y HU sobre la transcripción de los genes que codifican para la cápsula, los pilis, el lipolisacárido, las proteínas de membrana externa y los sideróforos de K. pneumoniae. Nuestros resultados muestran que estas proteínas nucleoides actúan como reguladores maestros que controlan la expresión de los factores de virulencia de K. pneumoniae.

10 Años de la Investigación Metabolómica de Plantas Medicinales en México

Dr. Alexandre Toshirrico Cardoso Taketa 
Laboratorio de Investigación de Plantas Medicinales, Centro de Investigación en Biotecnología, Universidad Autónoma del Estado de Morelos mail: ataketa@uaem.mx 

Resumen
La gran diversidad de plantas medicinales en México, que alberga cerca de 10% de las especies de plantas del planeta, conlleva a la necesidad de desarrollar estrategias de aprovechamiento racional de estos recursos naturales. Desafortunadamente, el país no ha podido invertir ni en la infraestructura ni en la capacitación de recursos humanos de manera suficiente para la aplicación de tecnologías de vanguardia en el análisis integral de metabolitos de origen natural con interés alimentario, agronómico o en salud; lo cual puede lograrse a través de un enfoque metabolómico. Esta falta de inversión se refleja en la escasa participación mexicana con apenas 0.83% de los artículos publicados a nivel mundial en el área de la metabolómica de plantas. Por ello es preciso la creación de una plataforma nacional y multiinstitucional de servicios analíticos para determinar la composición química de matrices complejas como son los productos naturales, lo que permitirá su estandarización, así como la generación de una base de datos electrónica que contenga la composición química de diferentes productos naturales de importancia para los sectores salud y agropecuario.

¿Qué fue primero: los virus o las células?

Dr. José Alberto Campillo Balderas
Departamento de Biología Evolutiva. Facultad de Ciencias, UNAM mail: campillo@ciencias.unam.com

Resumen
Los virus son las entidades biológicas más abundantes y ubicuas en la Tierra que pueden infectar prácticamente a todos los seres vivos de los tres dominios de la vida (Bacteria, Archaea y Eukarya). Pueden tener genomas de DNA o de RNA protegidos por una cápside y solamente pueden replicarse en el interior de una célula. Los virus son las entidades biológicas más pequeñas que existen en nuestro planeta. Es por ello que debido a su “simplicidad”, desde principios de 1900, se ha propuesto que los virus pudieron haberse originado antes que las células. Sin embargo, gracias al descubrimiento y secuenciación masiva de genomas virales de DNA y de RNA se han obtenido datos muy detallados sobre su composición, replicación, evolución, comportamiento y, por supuesto, su origen. Con estos datos actuales, la hipótesis sobre el origen precelular de los virus se ha retroalimentado. En particular, dado que los virus de RNA tienen un genoma muy pequeño con genes únicos y centrales para su replicación y estructura -pero carentes en los genomas celulares- se ha sugerido que pueden ser relictos de elementos genéticos primordiales del Mundo del RNA-proteínas. Sin embargo, los estudios sobre la interacción y distribución taxonómica de sus hospederos que ha hecho nuestro grupo de investigación, en el Laboratorio de Origen de la Vida de la Facultad de Ciencias-UNAM, indican lo contrario. Nosotros proponemos que, en particular, los virus de RNA tienen un origen reciente cercano al surgimiento y desarrollo de sus hospederos eucariontes. Así que, ¿qué fue primero: los virus o las células? La respuesta yace en la coevolución entre los virus de RNA y sus hospederos.