Dogma De La Biología Molecular

Priones y el dogma central de la biología celular: ¿Qué hemos aprendido?

Análisis teórico del origen de las encefalopatías

espingoformes transmisibles.

Cuesta, D.

Julio, 2013.

Resumen

Normalmente, el dogma de la biología se cumple en los organismos más diversos, que guardan su información genética en forma de ADN, utilizan el ARN como intermediario y las proteínas como estructuras o maquinaria enzimática. Sin embargo, algunos virus y priones rompen con este esquema, ya que poseen la capacidad de auto-replicación. El presente ensayo tiene por objetivo dar a conocer cómo se produce la replicación de los priones como agentes patógenos mediante tres vías. Además de analizar desde una perspectiva más holística la relación de enfermedades de origen priónico con relación a una de las vías de transmisión de dichas enfermedades.

Palabras Claves: Priones, Dogma central de la biología molecular, encefalopatías espongiformes transmisibles.

Introducción

La biología molecular ha tenido diversas derivaciones, muchas de las cuales se aplican al tratamiento y la prevención de diversas enfermedades que han afectado a animales y humanos.

A lo largo de los últimos siglos la investigación científica sobre el comportamiento de diferentes estructuras moleculares ha experimentado cambios revolucionarios. Un claro ejemplo está en la concepción del “dogma” central de la biología molecular, ya que a través de los avances científicos y tecnológicos se han investigado algunas excepciones a este dogma.

En 1957 Crick proclamó, en una conferencia dada a la Sociedad Británica de Biología Experimental, lo que se llamó el "dogma central" (figura 1). En esta conferencia se discute por primera vez la naturaleza del código genético y se propone la hipótesis de que la información genética fluye de manera unidireccional, indicando que el ADN utilizando como intermediario a ARN forma a las proteínas como estructuras o maquinarias enzimáticas.

Figura 1. Dogma central de la biología molecular que muestra el carácter unidireccional de la producción de proteínas a partir de la replicación, transcripción y traducción del material genético.

Sin embargo, gracias a los avances científicos y tecnológicos se dio lugar a investigaciones posteriores a esta conferencia en las cuales aparecieron algunas excepciones que ponían en duda la unidireccionalidad de este dogma.

Inicialmente la principal excepción al dogma central es un proceso llamado transcripción inversa, en el cual, la información codificada por ciertos virus que contienen ARN se transcribe a ADN por la acción de la enzima transcriptasa inversa, lo cual permite la replicación de fragmentos de ARN utilizando el ADN del agente infectado (figura 2). Los virus son parásitos de las células vivas, ya que necesitan de una célula huésped para poder replicarse.

Posteriormente, en el año 1982, el neurólogo y ganador del premio nobel, Stanley Prusiner, publicó pruebas de que las causas de encefalopatías espongiformes transmisibles eran causados por un agente infeccioso compuesto únicamente por proteínas, poniendo en duda nuevamente el dogma central de la biología celular, ya que hasta ese entonces se pensaba que todos los agentes infecciosos debían tener material genético, ya sea ADN o ARN, para poder replicarse. Prusiner (1987) nombra a estas partículas proteicas infecciosas como prión.

Figura 2. Dogma de la biología molecular “actual”. La información es bidireccional, ya que las proteínas y el ARN influyen en la expresión de los genes (pero no pueden convertirse en ADN)

Desarrollo

En la década de 1950, el pediatra norteamericano Gajdusek estudió en Nueva Guinea una enfermedad mortal al sistema nervioso llamada Kuru, que afectaba a la tribu de los Fore. Gajdusek atribuyo a la transmisión de ésta enfermedad al canibalismo practicado por los miembros de esta tribu. En 1959, el veterinario Hadlow reportó similitudes clínicas y neuropatológicas entre el Kuru y el Scripe que padecían los carneros y ovejas (Jara, P., Sáez, C. 2001). A su vez Gajdusek establece ciertas similitudes entre las características de demencia presenil descrita por Creutzfeldt y Jacob a principios de 1920 Desde los finales de los años 60 diversas enfermedades han sido agrupadas sobre la denominación de Encefalopatías espongiformes transmisibles, lo cual será abreviado en el desarrollo de este ensayo como EET.

Éste grupo de enfermedades poseen carácter transmisible que se manifiestan de diversas formas clínicas, principalmente provocan la degeneración del sistema nervioso central que afectan a los humanos y a algunos animales. Pero ¿cuál es el agente causal de estas enfermedades?

Etiología del prión

La primera hipótesis en aparecer es la teoría viral como agente causante de estas enfermedades. Los virus como principales agentes causantes de EET eran denominados también como virus lentos, debido a su largo proceso de incubación. Estos virus poseían propiedades físico-químicas diferentes a los virus convencionales, ya que poseían una alta resistencia a ser inactivados por tratamientos físicos como al calor y a la exposición a la radiación ultravioleta, llamándolos también como virus no convencionales (Weber, E. 1999; Hope, J. 1994)

Como la presencia de este supuesto virus no convencional nunca fue demostrada, esta fue refutada por Prusiner al afirmar que ninguna de estas enfermedades presenta una respuesta inflamatoria celular de los tejidos afectados (Narang, H. 2002), tal como se presenta en otras enfermedades virales.

En 1982, el neurólogo bioquímico estadounidense Stanley Prusiner, causó una verdadera revolución al formular la hipótesis del Prión (Weber, 2002), ya que, por una parte contradice el dogma central de la biología molecular, es decir va en contra de la afirmación de que toda información genética sigue la secuencia ADN –> ARN –> Proteína. Y por otra parte, contradice el dogma de que toda enfermedad infecciosa transmisible está producida por agentes que requieren material genético (ADN o ARN) para su replicación.

Un prión es una proteína infecciosa que destruye las células nerviosas, causando una afección degenerativa del sistema nervioso central de animales y humanos. (Ministerio de agricultura, Sf.)

El prión celular (PrPC) es una proteina que se encuentra en la membrana celular principalmente de las neuronas, la proteína prión “scripe” (PrPSc), llamado así por la “tembladera” causada en ovejas, es una pertícula protéica infecciosa, que al ser introducida en las células nerviosas normales

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