Complejidad del proteoma

Se ha reportado que el genoma humano está compuesto por alrededor de 25000 genes, y se estima que el proteoma contiene 1,000,000 de proteínas. Los mecanismos responsables de esta diversidad actúan a nivel RNA y proteína. El inicio de la transcripción en promotores alternos, la terminación de la transcripción en diferentes puntos, y el procesamiento diferencial de los transcritos (splicing), generan diferentes mensajeros a partir de un solo gene. A nivel de proteína, las modificaciones post-traduccionales (PTMs), son las responsables de la diversidad; éstas son modificaciones químicas que tienen un papel fundamental en proteómica funcional, ya que regulan la actividad de las proteínas, su localización e interacción con otras moléculas celulares, como proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y cofactores.

El proteoma de un organismo es dinámico, cambia en respuesta a los estímulos del ambiente, donde las PTMs son utilizadas para regular la actividad celular. Las PTMs ocurren en distintos aminoácidos y muchas veces son realizadas por enzimas. Se ha estimado que el 5% de los proteomas, está compuesto por enzimas que realizan aproximadamente 200 tipos de modificaciones post-traduccionales, estas incluyen las quinasas, fosfatasas, transferasas y ligasas, las cuales anaden o quitan grupos funcionales, proteínas, lípidos, azúcares de las cadena polipeptídica, y también las proteasas, que cortan el enlace peptídico, para remover secuencias determinadas o subunidades regulatorias.

Las PTMs pueden ocurrir en alguna etapa del ciclo de vida de la proteína; por ejemplo muchas proteínas son modificadas rápidamente después de su traducción, con la finalidad de una apropiada conformación (folding), estabilidad o para indicar su localización (ej: núcleo, membrana, etc.). Otras modificaciones ocurren después, para activar o inactivar la función biológica que cumple la proteína, (ej: fosforilación, sumoilación) éstas PTMs pueden ser reversibles dependiendo de la naturaleza de la modificación.

Consecuentemente, el análisis de las proteínas y sus PTMs son particularmente importantes para el estudio de enfermedades como cáncer, diabetes, enfermedades: infecciosas, del corazón, o neurodegenerativas. La caracterización de las PTMs, es fundamental para entender la función celular y la etiología de los procesos. Los principales obstáculos para su estudio son el desarrollo de metodologías de purificación, así como de detección. Afortunadamente, en los últimos años se han desarrollado una gran variedad de refinadas tecnologías proteómicas para su estudio.

Bibliografía

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