¿Qué es el sistema de ubiquitina?

La ubiquitina es un tipo de proteína que se encuentra en las células eucariotas. Las células eucariotas tienen un núcleo celular y se encuentran en humanos, animales, plantas y hongos. Dentro de las células, las proteínas se sintetizan y descomponen continuamente, o se degradan, y el sistema de ubiquitina ayuda a regular esta renovación de proteínas. La ubiquitina se adhiere a las proteínas que se van a degradar, etiquetándolas efectivamente. Luego, las proteínas son llevadas a una estructura llamada proteasoma donde tiene lugar la degradación.

Las proteínas están formadas por unidades llamadas aminoácidos, y 76 aminoácidos forman la pequeña proteína ubiquitina. La secuencia de estos aminoácidos no cambia mucho en diferentes organismos, por lo que la ubiquitina de levadura y la ubiquitina humana solo contienen alrededor de tres diferencias de secuencia. Ubiquitin recibe su nombre de la palabra ubicua, que se refiere a algo que se encuentra en todas partes. De acuerdo con su nombre, la ubiquitina no se limita a una parte de la célula, sino que está presente en todas partes. El sistema de ubiquitina está involucrado en muchos procesos celulares donde se produce la modificación de proteínas, incluido el crecimiento, la división y la muerte de las células, y la copia y reparación del ADN.

Antes de que el sistema de ubiquitina pueda comenzar a funcionar, la ubiquitina debe activarse. Este paso requiere energía en forma de adenosina trifosfato (ATP), una estructura que transporta energía química dentro de la célula. La energía es necesaria para permitir que una enzima llamada E1 active la ubiquitina.

A continuación, dos enzimas más del sistema de ubiquitina, conocidas como E2 y E3, actúan juntas para unir la ubiquitina a la proteína objetivo. Se cree que E3 también ayuda a identificar la proteína, y una o más moléculas de ubiquitina pueden unirse a ella. Se desconoce la señal que marca una proteína para su reconocimiento por el sistema de ubiquitina, aunque los científicos creen que ciertos aminoácidos pueden ser responsables, algunos de los cuales pueden permanecer ocultos a menos que la proteína se desarrolle o participe en una reacción.

Finalmente, la proteína con su etiqueta ubiquitina se transfiere a un proteasoma para ser degradada. Algunos científicos piensan que la ubiquitina ayuda a mantener la proteína unida al proteasoma mientras se produce la degradación, evitando que se separe demasiado pronto. Los proteasomas son máquinas cilíndricas de degradación de proteínas que consisten en una pila de anillos. Los anillos en cada extremo del cilindro están inactivos mientras que los anillos centrales están activos y encierran una cámara en la que las proteínas se descomponen. Las tapas en ambos extremos del cilindro se unen a la ubiquitina y dirigen las proteínas a la cámara para su degradación.