¿Cómo se descubren tantos procesos celulares complicados y aparentemente “invisibles”?

Cualquiera que haya tomado un curso de Bioquímica se ha topado con el Ácido cítrico o el Ciclo de Krebs. Es cómo oxidamos la glucosa para obtener energía. Su descubrimiento fue uno de los mayores logros del siglo XX.

Aquí está la secuencia de reacciones (http://jpkc.gmu.cn/swhx/book/shy…).

Aunque este ciclo generalmente se atribuye a Hans Krebs, en realidad es el resultado de muchos investigadores, trabajando durante muchos años. Hubo muchas conjeturas y, a veces, los investigadores malinterpretaron mal los resultados de sus experimentos. Krebs fue quien se dio cuenta de que las reacciones individuales, tomadas en conjunto, forman un ciclo. Pero su trabajo solo estableció el esqueleto desnudo del ciclo. Los detalles completos solo aparecieron como resultado de otra generación de bioquímicos.

Los detalles

Al principio, los investigadores sabían que el proceso general involucraba una molécula de glucosa que reaccionaba con seis moléculas de oxígeno para producir seis moléculas de CO2 y seis moléculas de H2O. También sabían que los seis átomos de carbono no podían reaccionar a la vez, por lo que debe implicar un proceso de combustión de varios pasos. Los científicos también sabían que la glucosa no se podía quemar hasta que se hubiera fermentado y que el ácido pirúvico, el producto final de la fermentación, se quemara.

Thunberg y sus colegas (1906 a 1920) que picaron los músculos y agregaron varios compuestos. Descubrieron que agregar succinato, malato y citrato a su tejido picado causaba que el colorante de azul de metileno se redujera a una forma incolora, lo que evidencia que se estaban oxidando. Otros investigadores usaron manómetros, un dispositivo que mide los cambios en la presión del aire, para mostrar que las suspensiones de tejido picado oxidaban rápidamente el citrato, el fumarato, el malato y el succinato del dióxido de carbono en presencia de oxígeno. Podrías preguntar por qué probaron estos compuestos y resulta que fue pura conjetura. Probaron muchas cosas y estos compuestos simplemente funcionó.

En 1935, Albert Szent-Gyorgyi descubrió que el succinato se convertía en fumarato que se convertía en malato que se convertía en oxaloacetato.

Sorprendentemente, descubrió que agregar una pequeña cantidad de malato u oxalacetato estimula la reducción de mucho más oxígeno de lo necesario para oxidar por completo la sustancia añadida. Esta fue una pista crítica pero malinterpretó este resultado; pensó que estas sustancias desencadenan la oxidación de alguna sustancia endógena en los tejidos, tal vez glucógeno. Tampoco vio la relevancia de estas reacciones a la oxidación de la glucosa porque ninguna de estas sustancias se parece a la glucosa. Su falta de comprensión no se debía a que careciera de inteligencia; más tarde obtuvo un Premio Nobel por descubrir la vitamina C.

Stare y Baumann, en 1936, confirmaron que cantidades muy pequeñas de estas sustancias potenciaron la oxidación e interpretaron esto como el resultado de que los ácidos actúen como catalizadores, otra interpretación incorrecta.

Martius y Knoop más tarde encontraron otra pieza del rompecabezas; el citrato se convirtió en alfa-cetoglutarato y luego se succionó.

Los científicos sabían que el ácido alfa-oxoglutárico podría oxidarse a ácido succínico, por lo que el ácido cítrico podría convertirse en ácido oxaloacético. Pero nadie sospechaba que estas reacciones tuvieran algo que ver con la combustión de los alimentos.

Krebs finalmente entra en escena y realiza una compleja serie de experimentos que muestran que todas las etapas individuales del ciclo ocurren en los tejidos animales. También mostró que estas reacciones corrieron lo suficientemente rápido como para explicar la oxidación de la glucosa. También se dio cuenta de que la síntesis de citrato a partir de oxaloacetato y una sustancia que podía derivarse de carbohidratos, como piruvato o acetato, permitía formular un ciclo de reacciones químicas.

Aquí está el ciclo original de Krebs. Si lo compara con el conjunto completo de reacciones enumeradas anteriormente, puede ver que es bastante escaso. Ninguna de las enzimas había sido identificada y las funciones de NADH, ATP, GTP y Coenzima A todavía eran completamente desconocidas. Ese fue el trabajo de la generación posterior de investigadores.

Krebs escribió sus hallazgos, pero su artículo fue rechazado cinco días después de haber sido enviado a Nature, la principal revista científica. Tenía que publicar en un diario menor. Más tarde obtuvo un Premio Nobel por ese trabajo. La revisión por pares no siempre funciona bien.

Enlaces y más

Puede obtener una cuenta mucho más detallada en la conferencia del Premio Nobel de Krebs: https://www.nobelprize.org/nobel… y en estos enlaces: Hans Krebs – biografía breve y un hombre afortunado

La historia del descubrimiento del ADN también involucra a las personas que no comprenden por completo los resultados de sus estudios o abordan el problema de la manera incorrecta (Una cuenta personal del descubrimiento de la estructura del ADN: James D. Watson Ph.D .: 9780743216302 : Amazon.com: Libros). Ese es un patrón común en la ciencia.

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