El pluriempleo de proteínas es un fenómeno por el cual una proteína puede realizar más de una función. [2] Es un excelente ejemplo de intercambio de genes . [3]
Las proteínas ancestrales pluriempleo poseían originalmente una única función pero, a través de la evolución , adquirieron funciones adicionales. Muchas proteínas que se obtienen a la luz de la luna son enzimas ; otros son receptores , canales iónicos o chaperonas . La función primaria más común de las proteínas pluriempleadas es la catálisis enzimática , pero estas enzimas han adquirido funciones secundarias no enzimáticas. Algunos ejemplos de funciones de las proteínas pluriempleadas secundarias a la catálisis incluyen la transducción de señales , la regulación transcripcional , la apoptosis , la motilidad y las estructurales. [4]
El pluriempleo de proteínas ocurre ampliamente en la naturaleza. [5] [6] [7] El pluriempleo de proteínas mediante el intercambio de genes difiere del uso de un solo gen para generar diferentes proteínas mediante empalme de ARN alternativo , reordenamiento de ADN o procesamiento postraduccional . También es diferente de la multifuncionalidad de la proteína, en la que la proteína tiene múltiples dominios, cada uno de los cuales cumple una función diferente. El pluriempleo de proteínas mediante el intercambio de genes significa que un gen puede adquirir y mantener una segunda función sin duplicación genética y sin pérdida de la función primaria. Estos genes están sujetos a dos o más restricciones selectivas completamente diferentes. [8]
Se han utilizado varias técnicas para revelar las funciones de pluriempleo en las proteínas. La detección de una proteína en ubicaciones inesperadas dentro de las células, tipos de células o tejidos puede sugerir que una proteína tiene una función de pluriempleo. Además, la homología de secuencia o estructura de una proteína se puede utilizar para inferir tanto las funciones primarias como las funciones secundarias de una proteína.
Los ejemplos mejor estudiados de intercambio de genes son las cristalinas . Estas proteínas, cuando se expresan en niveles bajos en muchos tejidos, funcionan como enzimas, pero cuando se expresan en niveles altos en el tejido ocular, se vuelven densamente empaquetadas y, por lo tanto, forman lentes. Si bien el reconocimiento del intercambio de genes es relativamente reciente (el término fue acuñado en 1988, después de que se descubriera que las cristalinas en pollos y patos eran idénticas a enzimas identificadas por separado), estudios recientes han encontrado muchos ejemplos en todo el mundo vivo. Joram Piatigorsky ha sugerido que muchas o todas las proteínas comparten genes hasta cierto punto, y que el intercambio de genes es un aspecto clave de la evolución molecular . [9] : 1–7 Los genes que codifican cristalinas deben mantener secuencias para la función catalítica y la función de mantenimiento de la transparencia. [8]
El pluriempleo inapropiado es un factor que contribuye a algunas enfermedades genéticas, y el pluriempleo proporciona un posible mecanismo por el cual las bacterias pueden volverse resistentes a los antibióticos. [10]