¿Cuál es la función de las proteínas de choque térmico?

Siempre es un poco arrogante pretender comprender por qué la naturaleza ha evolucionado de la manera en que lo hizo porque no hay forma de determinar si está en lo cierto. Con eso en mente, intentaré responder a esto.

Todo ser viviente que ha sido estudiado adecuadamente tiene alguna forma de respuesta al peligro. En humanos, lo llamamos la respuesta de “estrés” o “lucha o huida”. Se ha encontrado que los árboles responden al ataque de las orugas haciendo que sus hojas sean menos apetecibles. La respuesta de choque térmico es una de varias respuestas de estrés mostradas por las bacterias que les ayuda a sobrevivir al peligro, como un cambio rápido en su entorno o un ataque de virus (fagos). Se puede encontrar más información en un excelente artículo de Popular Science sobre el tema (¿Los microbios se estresan?).

Para comprender las proteínas de choque térmico, debes comprender un hecho evolutivo. Ya sea que observe bacterias, eucariotas o arqueas, parece que los miembros más antiguos de cada grupo son hipertermófilos. En otras palabras, parece que la vida se originó en un ambiente caluroso, como el sistema de ventilación volcánica de aguas profundas. Hay más evidencia para eso que no discutiré ahora.

El calor en un nivel molecular es movimiento. Las proteínas son largas cadenas de residuos de aminoácidos que tienen que doblarse en una forma particular para hacer su trabajo. Es fácil imaginar que puede ser difícil doblarse en la forma adecuada si constantemente se empuja y se pincha. Las proteínas de choque térmico proporcionan cierta protección contra el movimiento molecular que es una parte constante de un entorno muy caliente. Con las proteínas de choque térmico, doblar es bastante fácil, incluso si está muy por encima del punto de ebullición del agua en una atmósfera.

Evolucionar fuera de un ambiente caliente es mucho más fácil que evolucionar hacia un ambiente cálido. Es fácil ver cómo nuestros ancestros distantes podrían haberse movido a temperaturas más frías y frescas. Pero conservamos los genes de choque térmico y, en determinadas circunstancias, aún los usamos.

El nombre es algo así como un nombre inapropiado. Las Hsps se nombraron después de que se las vio aparecer en las larvas de Drosophila que habían estado expuestas a un aumento repentino de las temperaturas. De hecho, siempre están ahí en todos los organismos. Hay varias clases diferentes (generalmente se distinguen por su peso molecular: es decir, Hsp70 [kD], etc.) y están principalmente involucradas como chaperonas, lo que ayuda a plegar y transportar las proteínas recién hechas. Una vez que se completa el plegado o el transporte de cada proteína, la hsp se libera para funcionar con otra. Cualquier cosa que interfiera con esta rotación (calor, cambio en el pH, producción adicional de proteínas) ata los hsps y la célula responde haciendo más: de ahí resulta la Drosophila.