Las proteínas de choque térmico ( HSP ) son una familia de proteínas que son producidas por las células en respuesta a la exposición a condiciones estresantes . Se describieron por primera vez en relación con el choque térmico , [1] pero ahora se sabe que también se expresan durante otras tensiones, incluida la exposición al frío, [2] la luz ultravioleta [3] y durante la cicatrización de heridas o la remodelación tisular. [4] Muchos miembros de este grupo realizan funciones de chaperón estabilizando nuevas proteínas para asegurar un plegado correcto o ayudando a replegar las proteínas dañadas por el estrés celular. [5]Este aumento de expresión está regulado transcripcionalmente . La dramática regulación al alza de las proteínas de choque térmico es una parte clave de la respuesta al choque térmico y es inducida principalmente por el factor de choque térmico (HSF). [6] Las HSP se encuentran en prácticamente todos los organismos vivos, desde las bacterias hasta los humanos .
Las proteínas de choque térmico se denominan de acuerdo con su peso molecular. Por ejemplo, Hsp60 , Hsp70 y Hsp90 (las HSP más estudiadas) se refieren a familias de proteínas de choque térmico del orden de 60, 70 y 90 kilodaltons de tamaño, respectivamente. [7] La pequeña proteína ubiquitina de 8 kilodalton , que marca las proteínas para su degradación, también tiene características de una proteína de choque térmico. [8] Un dominio de unión a proteínas conservado de aproximadamente 80 cristalinas alfa de aminoácidos se conoce como proteínas de choque térmico pequeñas (sHSP). [9]
Se sabe que se puede producir un endurecimiento por calor rápido mediante una breve exposición de las células a una temperatura alta subletal, que a su vez proporciona protección contra temperaturas posteriores y más severas. En 1962, el genetista italiano Ferruccio Ritossa informó que el calor y el desacoplador metabólico 2,4-dinitrofenol inducían un patrón característico de " hinchazón " en los cromosomas de Drosophila . [10] [11] Este descubrimiento eventualmente condujo a la identificación de las proteínas de choque térmico (HSP) o proteínas de estrés cuya expresión representaba este soplo. El aumento de la síntesis de proteínas seleccionadas en células de Drosophila después de tensiones como el choque térmico se informó por primera vez en 1974.[12] En 1974, Tissieres, Mitchell y Tracy [13] descubrieron que el choque térmico induce la producción de una pequeña cantidad de proteínas e inhibe la producción de la mayoría de las demás. Este hallazgo bioquímico inicial dio lugar a un gran número de estudios sobre la inducción del choque térmico y su papel biológico. Las proteínas de choque térmico a menudo funcionan como acompañantes en el replegamiento de proteínas dañadas por el estrés térmico. Se han encontrado proteínas de choque térmico en todas las especies examinadas, desde bacterias hasta humanos, lo que sugiere que evolucionaron muy temprano y tienen una función importante.
Según Marvin et al. Las sHSP se expresan de forma independiente no solo en la respuesta al choque térmico, sino que también tienen funciones de desarrollo en las etapas embrionarias o juveniles de mamíferos, peces teleósteos y algunos genomas vertebrales inferiores. hspb1 (HSP27) se expresa durante el estrés y durante el desarrollo del embrión, somitas, mesencéfalo, corazón y cristalino en el pez cebra. La expresión del gen hspb4, que codifica la alfa cristalina , aumenta considerablemente en el cristalino en respuesta al choque térmico. [14]
La producción de altos niveles de proteínas de choque térmico también puede desencadenarse por la exposición a diferentes tipos de condiciones de estrés ambiental , como infección , inflamación , ejercicio, exposición de la célula a materiales nocivos ( etanol , arsénico y oligoelementos , entre muchos otros). , luz ultravioleta , inanición , hipoxia ( privación de oxígeno ), deficiencia de nitrógeno (en plantas) o privación de agua. Como consecuencia, las proteínas de choque térmico también se denominan proteínas de estrés y su regulación positiva.a veces se describe de manera más general como parte de la respuesta al estrés . [15]