Günter Blobel, alemán de nacimiento y actualmente profesor de la Universidad Rockefeller en Nueva York, fue recientemente galardonado con el último premio de Medicina y Fisiología del siglo. El comunicado del Instituto Karolinska de Suecia, lo justificó, anunciando: "Se otorga por sus relevantes descubrimientos sobre los mecanismos que distribuyen las proteínas para que éstas lleguen a su destino en los diferentes compartimientos de la célula".

Sin duda que su contribución ha sido trascendental para entender los procesos vitales de las células, refiriéndose fundamentalmente a todo un complejo problema logístico de distribución de las proteínas en el interior de las células, que hasta ahora constituía un gran misterio.

Cada célula es una maquinaria, en todo semejante a una fábrica. En su estructura, todas ellas comparten tres elementos fundamentales: a.- una "membrana", que es una envoltura externa que contiene a la célula; b.- un "núcleo", en cuyo interior está la información genética impresa en la molécula del ácido desoxirribonucleico (DNA) y que es necesaria para el desarrollo de toda la actividad de la célula, y c.- el "citoplasma", en cuyo interior existe una serie de estructuras diferentes en que se desarrollan los diversos procesos propios de la función celular. Estas estructuras, perfectamente separadas y envueltas por sus propias membranas, tienen el nombre genérico de "organelos". Tales son, por ejemplo, los "ribosomas" (las estructuras en que se sintetizan las proteínas), las "mitocondrias" (las estructuras donde se produce la energía que necesita la célula para funcionar), el retículo "endoplásmico" (la estructura en que se acomodan las proteínas que van a salir de la célula), o el "aparato de Golgy" (donde la proteína sufre nuevas modificaciones y se le agregan azúcares). Como éstos, existen muchos otros diferentes organelos. Estos no están simplemente flotando en el citoplasma, sino que se mantienen en posiciones precisas por todo un andamiaje de fibras proteicas que forman el llamado "citoesqueleto". Este tiene además la función de mantener la forma de la célula y reforzar el citoplasma, facilitando el tráfico de sustancias en su interior ( Cómo funciona la célula ).

Las investigaciones de Blobel tienen que ver con las rutas por las que tienen que viajar las proteínas después de ser sintetizadas para llegar a los distintos organelos donde deben desempeñar funciones específicas, como también las rutas que determinadas otras proteínas deben seguir para ser excretadas y desempeñar funciones a distancia (proteínas de exportación). Cualquier equivocación en este complejo tráfico, entraba el metabolismo y puede traducirse en una enfermedad.

Si consideramos a la célula como una fábrica, las proteínas serían los operarios. Ellas una vez producidas, tienen que viajar a algunos de los organelos y allí catalizar reacciones químicas, haciendo posible que ellas ocurran a la temperatura y pH de la célula. Por eso se denominan enzimas. Otras pasan a ser parte de las estructuras (proteínas estructurales), mientras otras, como las hormonas proteicas y las proteínas transportadoras, salen de la célula para desempeñar su acción en lugares y tejidos lejanos (proteínas de exportación).

Cada proteína en su estructura funcional está enrollada como un ovillo, (estructura terciaria). Si éste se desenredara y estirara, se comprobaría que está formado por una cadena de aminoácidos. Esta varía en longitud, entre 100 a 1000 aminoácidos unidos entre sí por los llamados "enlaces peptidicos". La información necesaria para sintetizar cada una de estas proteínas está en el DNA del núcleo.

En un momento determinado, el mensaje sale del núcleo (mRNA), y viaja por el citoplasma hasta llegar a los ribosomas, donde éste se lee y de acuerdo a él se forma la proteína. De este modo, en la medida que se va leyendo el mensaje, se van ensamblando los diferentes aminoácidos, hasta constituir la proteína definitiva. (El código genético ) .

Pero luego se necesita que las diferentes proteínas producidas viajen a través del citoplasma hasta llegar al lugar preciso donde deben actuar. El cómo sucede esto no es trivial, si consideramos que cada célula sintetiza entre 20 y 30 mil proteínas diferentes, y cada una debe viajar a un sitio preciso dentro de los compartimentos internos celulares.


Como se realiza el viaje

Hasta antes de los trabajos de Blobel, el problema del transporte de las proteínas, era realmente una "caja negra", de la que no se sabía nada. Apasionado por este problema, Blobel viajó desde Alemania a la Universidad Rockefeller, con el objeto de tratar de abordar el dilema experimentalmente. En dicha Universidad conoció el laboratorio del profesor Sabatini. Entre ambos idearon y publicaron en 1971 un ingenioso y novedoso modelo teórico que satisfacía una hipótesis por ellos elaborada. Fue así como propusieron que todas las proteínas producidas, cualquiera que fuera su destino, estarían marcadas por una señal, que indicaría dónde tendrían que ir. Sería como una tarjeta con la dirección impresa en ella, comparable al código de barras de las aerolíneas que le permiten identificar las maletas según vuelo y destino final.

Hasta el año 1971, nada se sabía de tal código. Durante los años siguientes, muchos investigadores contribuyeron a dilucidar los elementos centrales de esta hipótesis. Se descubrió que cada una de las proteínas que es transportada a los diferentes organelos en el interior de la célula, estaban marcadas por una señal, constituida por los primeros aminoácidos de la cadena. Nació así el concepto de "péptido señal" (péptido es un trozo pequeño formado por pocos aminoácidos).

Las investigaciones de Blobel fueron luego más específicas, descubriendo que el péptido es lo que primero se sintetiza en la proteína. Es siguiendo esta señal que la proteína puede ir penetrando la pared contigua del "retículo endoplástico" (RE). Una vez en su interior es reconocida por otras proteínas que la envuelven. Más adelante, ya envuelta, es expulsada del RE y desde allí viaja a otro organelo, denominado "Aparato de Golgy". Allí sufre nuevas modificaciones, entre las cuales está un agregado de azúcar (glicosilacion). Una vez lista, viaja a su destino final, sea éste dentro o fuera de la célula (fig. 2).

Para demostrar la validez del modelo, el equipo de investigadores de Blobel fue diseñando elegantes experimentos mediante técnicas de fusión. Construyeron artificialmente proteínas, a las que les cambiaron la naturaleza de la señal peptídica. Con ello desorientaron a las proteínas y éstas viajaron hacia donde correspondía la señal péptica agregada, y no donde originalmente debieran ir.

A la fecha se han identificado varias señales peptídicas, que son las adecuadas para atravesar las membranas de los organelos y las células. Así se demostró que el modelo propuesto era correcto, revelando nuevas propiedades hasta entonces desconocidas de las proteínas: al sintetizarse éstas, nacen con la señal, ubicada en su región terminal. Esta lleva la dirección adonde ellas tienen que viajar.

Trabajos posteriores han demostrado que esto no es sólo una modalidad propia de las células humanas, sino que es una clave universal, como universal es también el código del DNA. Lo mismo se encuentra en todo tipo de células, desde las más sencillas, a las más complejas de los seres humanos.

Este nuevo concepto ha adquirido gran importancia para la industria biotecnológica, que espera llegar a sintetizar proteínas de interés clínico en medicina, que podrían atravesar membranas y viajar donde se desee. Conclusión: el premio Nobel está bien dado a alguien que dedicó su vida a la investigación científica, aportando trascendentales nuevos conocimientos de la compleja funcionalidad de la célula.