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El nacimiento de la teoría de la cinta deslizante: ¿Cómo fue propuesta independientemente por dos grupos de científicos?
La teoría de la cinta deslizante es una teoría importante para explicar el mecanismo de contracción muscular, que se basa en el hecho de que las proteínas musculares se deslizan unas sobre otras para producir movimiento. Según esta teoría, la miosina (filamentos gruesos) de una fibra muscular se desliza más allá de la actina (filamentos delgados) durante la contracción muscular, mientras que las longitudes de estos dos conjuntos de filamentos permanecen relativamente constantes. La teoría fue propuesta independientemente en 1954 por dos equipos de investigación, Andrew Huxley y Rolf Niedergelke de la Universidad de Cambridge, y Hugh Huxley y Jane Hansen.
La teoría fue concebida originalmente por Hugh Huxley en 1953 y propuesta por Andrew Huxley y Niedergelke como una "hipótesis muy atractiva".
Antes de la década de 1950, existían varias teorías en competencia para explicar la contracción muscular, incluida la atracción eléctrica, el plegamiento de proteínas y la modificación de proteínas. La nueva teoría propone un concepto llamado puente cruzado (tradicionalmente llamado puente cruzado oscilante, ahora llamado principalmente puente cruzado de bucle), que explica el mecanismo molecular de las cintas deslizantes. La teoría del puente cruzado plantea que la actina y la miosina forman un complejo proteico (tradicionalmente llamado actina-miosina) uniendo la cabeza de miosina al filamento de actina, de modo que se produce un cruce entre los dos filamentos y se forma un puente cruzado entre ellos.
Antecedentes históricos Investigaciones tempranasA principios de la década de 1870, el científico alemán Willy Kuch descubrió por primera vez la proteína muscular miosina, que fue extraída y bautizada en 1864. En 1939, el equipo ruso formado por marido y mujer Vladimir Alexandrovich Engelhardt y Milisa Nikolaevna Liubinmova descubrió que la miosina tiene las propiedades de una enzima (llamada ATPasa), que puede descomponer el ATP para liberar energía. Después de que el fisiólogo húngaro Albert St. George ganara el Premio Nobel en 1937 por su trabajo sobre la vitamina C y el ácido maleico, centró su atención en la fisiología muscular. St. George demostró en 1942 que el ATP es la fuente de energía para la contracción muscular y observó que las fibras musculares que contenían miosina B se acortaban en presencia de ATP, mientras que la miosina A no, una experiencia que luego describió como "uno de los momentos más emocionantes de mi vida". mi vida."
Origen de la teoría
Cuando Hugh Huxley recibió su doctorado en la Universidad de Cambridge en 1952, St George ya había orientado su carrera hacia la investigación del cáncer. En septiembre de 1952, Huxley llegó al laboratorio de Francis O. Schmidt en el MIT y en enero de 1953 se le unió otra investigadora postdoctoral británica, Jane Hansen. Utilizando difracción de rayos X, Huxley planteó la hipótesis de que las proteínas musculares, particularmente la miosina, forman cintas estructuradas que dan lugar a sarcómeros (un segmento de una fibra muscular). Su objetivo principal era estudiar estas cintas en detalle mediante microscopía electrónica. Rápidamente descubrieron y confirmaron la naturaleza en forma de cinta de las proteínas musculares.
La teoría de la cinta deslizante
La teoría de la cinta deslizante se originó a partir de dos artículos publicados en la revista Nature el 22 de mayo de 1954, titulados "Cambios estructurales en el músculo durante la contracción". Aunque sus conclusiones son fundamentalmente similares, los datos experimentales y las propuestas son diferentes.
El primer artículo, coescrito por Andrew Huxley y Rolf Niedergelke, se titula "Microscopía de interferencia de fibras musculares vivas". Según el artículo, la banda I está formada por filamentos de actina, mientras que la banda A está formada principalmente por filamentos de miosina y, durante la contracción, los filamentos de actina se mueven entre los filamentos de miosina.
El segundo artículo, escrito por Hugh Huxley y Jane Hansen, se titula "Cambios en la estriación transversal durante la contracción y extensión muscular y su interpretación estructural". Éste es más detallado que el primero, basado en estudios de músculo de conejo utilizando contraste de fase y microscopía electrónica.
Aceptación y consecuencias
A pesar de la fuerte evidencia, la teoría de la cinta deslizante no ganó apoyo en los años siguientes. El propio San Jorge se negó a creer que los filamentos de miosina estuvieran restringidos a filamentos gruesos (bandas A). Sólo en 1957 Huxley, en Estados Unidos, presentó el nuevo microscopio electrónico, que confirmó la naturaleza superpuesta de las cintas.
No fue hasta una conferencia en 1972 en el Laboratorio Cold Spring Harbor que la teoría y su evidencia ganaron aceptación general. Los asistentes recordaron a Hansen gritando en respuesta a las críticas: "Sé que no puedo explicar el mecanismo, pero el deslizamiento es un hecho".
A medida que se acumulaban pruebas, Huxley propuso formalmente el mecanismo de la cinta deslizante, que ahora se llama bucle de puente cruzado.
Estos estudios no sólo cambiaron la cara de la fisiología muscular, sino que también condujeron a futuras exploraciones de mecanismos biológicos más complejos. Esta teoría innovadora nos hace preguntarnos: ¿cuántos otros mecanismos biológicos no descubiertos existen, esperando a que personas con ideales elevados los revelen?
