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Hace más de cuatrocientos años Leonardo da Vinci imaginó que se podrían construir dispositivos con los cuales una persona pudiese hacer algo extraordinario en aquellos tiempos: volar, descender suavemente por el aire o sumergirse en el agua durante mucho tiempo. Las propuestas de Leonardo eventualmente se han hecho realidad, gracias al conjunto de descubrimientos e invenciones de diversas personas. Ahora tenemos el avión, el paracaídas y el equipo de buceo, entre muchas otras tecnologías que extienden las posibilidades de nuestras capacidades y sentidos.

Continuando con esta aventura de exploración, los científicos creen que en un tiempo no muy lejano será posible construir pequeñas máquinas o robots, más diminutos que una célula. Este avance sería de gran utilidad en el área de la medicina, ya que los robots podrían viajar dentro de nuestro cuerpo, identificando células dañadas y reparándolas. Aún faltan muchos años para que aparezcan tales artefactos. Sin embargo, las máquinas diminutas o “máquinas moleculares” ya existen: las construye la naturaleza y se encuentran funcionando todo el tiempo dentro de nosotros, los seres vivos.

Nuestro organismo está formado por conjuntos de células. A su vez, el interior de cada célula de nuestro cuerpo contiene diversas moléculas: Lo que comemos (proteínas, grasas, azúcares), lo que bebemos (agua) y lo que nos heredan nuestros padres (información genética en la forma de la molécula de ADN). Y sí, dentro de nuestras células también hay… ¡máquinas moleculares! Estas moléculas son proteínas muy complejas pero de un tamaño minúsculo; si pudiésemos colocar diez mil de ellas una junto a la otra apenas alcanzarían a cubrir el grosor de un cabello. A pesar de su tamaño, estas moléculas son verdaderas máquinas, pues contienen motores que llevan a cabo movimientos diminutos alimentados por la energía que obtenemos de los alimentos. Las tareas que llevan a cabo estos motores moleculares son diversas: copian la información genética, producen nuevas proteínas, transportan materiales dentro de la célula y nos permiten desarrollar fuerza en los músculos. Por ejemplo, en este momento usted está empleando mil millones de pequeños motores para sostener la hoja de este periódico. Por ser tan pequeños, cada uno de estos motores moleculares produce una fuerza minúscula; sin embargo, la acción conjunta de todos ellos en los músculos del brazo y de la mano permite sujetar y sostener objetos de nuestra vida cotidiana.

En el Laboratorio de Biofísica del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT), en San Luis Potosí, estudiamos una máquina molecular llamada cinesina. La cinesina es una proteína que transporta cargamentos dentro de las células de plantas, hongos y animales incluyendo el ser humano. El trabajo de la cinesina dentro de las células es similar al de un cartero en la ciudad. Así como el cartero va por las calles llevando cartas y paquetes para entrega a los destinatarios, la cinesina se desplaza sobre rieles moleculares (llamados microtúbulos) llevando materiales a varios destinos dentro de la célula para que ésta pueda crecer, organizar o comunicarse. Y así como una huelga de carteros nos dejaría sin correspondencia, cuando la cinesina no realiza su transporte algunos materiales necesarios para la célula no llegan a su destino, ocasionando enfermedades. Ejemplo de ello es el transporte interrumpido en las células nerviosas durante el mal de Alzheimer. Esta es una de varias razones por las que es importante conocer cómo la cinesina lleva a cabo su tarea. En nuestro laboratorio en el IPICYT estudiamos cómo funciona esta máquina molecular.

Supongamos que nos regalan un automóvil y queremos saber qué tan bien funciona. ¿Qué hacemos? Lo encendemos, lo ponemos a andar y evaluamos el avance sobre el asfalto. Algo similar hacemos en el Laboratorio de Biofísica con la cinesina: tomamos una cinesina individual, la dejamos andar sobre el riel llamado microtúbulo y evaluamos el avance. Al revisar un automóvil, el mecánico podrá decir qué tan potente es el motor. En nuestro laboratorio podemos saber qué tan potente es la cinesina mientras avanza sobre el microtúbulo. En cierto sentido, somos mecánicos de máquinas moleculares. ¿Cómo hacemos esto? Tomando con una pinza a la cinesina e impidiendo que se mueva. Jugamos con la cinesina a ver quién es más fuerte, si ella o la pinza. Así aprendemos sobre la mecánica de estas máquinas de la vida. Por cierto, la pinza de la que hablamos no se puede encontrar en la ferretería. Ya que la cinesina es pequeña en extremo, necesitamos una herramienta especial: una pinza hecha de luz. Pero esa es otra historia.

Máquinas dentro de nosotros, motores diminutos llamados cinesinas jugando al cartero dentro de nuestras células, pinzas hechas de luz para mecánicos moleculares… parece que es pura invención. Pero no. Es la maravilla de la naturaleza y la labor del científico para conocerla. Las máquinas naturales nos enseñan cosas que probablemente Leonardo nunca imaginó.

Texto por:
Dr. Braulio Gutiérrez Medina
Investigador Titular “B”
Miembro del SNI. Nivel 1
División de Materiales Avanzados del IPICYT


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Las máquinas que llevamos dentro

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