Language
Country/Area
No result found
El secreto del azúcar: ¿por qué son tan importantes los glicanos en las células?
En el mundo de la biología molecular, a menudo se subestima el papel de las moléculas de azúcar. La mayoría de las personas sólo consideran el azúcar en su dieta como una fuente de energía o un edulcorante. Sin embargo, cuando profundizamos en los mecanismos de la célula, descubrimos que los componentes básicos del azúcar, los glicanos, juegan un papel extremadamente importante. Estas moléculas, compuestas por múltiples unidades de azúcar, no sólo afectan la estructura y función de las células, sino que también juegan un papel indispensable en muchos procesos biológicos.
Los glicanos son polímeros compuestos de monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos, generalmente compuestos por cadenas de azúcar unidas por O o N.
Los glicanos tienen diversas estructuras, incluidos homo- y hetero-oligosacáridos, e incluso estructuras lineales o ramificadas. Generalmente se localizan en la superficie celular, interactuando con el entorno extracelular y otras células. Los tipos más comunes de glicanos se dividen en dos categorías: glicanos ligados a N y glicanos ligados a O. Cada tipo juega un papel diferente en la función fisiológica de la célula, especialmente en el plegamiento de proteínas, la señalización celular y la respuesta inmune. Papel clave: los N-glicanos Los azúcares unidos a N se forman al unirse al átomo de nitrógeno del aminoácido asparagina. Este proceso ocurre en el retículo endoplasmático. La estructura central del glicano está compuesta por 14 monosacáridos, entre ellos 3 glucosas, 9 manosas y 2 N-acetilglucosaminas.
Los azúcares ligados a N no sólo juegan un papel importante en el plegamiento correcto de las proteínas, sino que también son cruciales para la señalización celular y el funcionamiento del sistema inmunológico.
Una vez que un azúcar unido a N se une a una cadena peptídica naciente, la estructura normalmente experimenta una serie de reacciones de procesamiento que implican la eliminación de múltiples unidades de azúcar, especialmente glucosa. La modificación y expresión de este azúcar es crucial en el buen funcionamiento de las células, especialmente en la regulación de la respuesta inmune de la célula. Por ejemplo, los glicanos anormales expresados en la superficie de las células tumorales son reconocidos por las células asesinas naturales, lo que indica que la célula puede ser cancerosa.
Composición y función de los azúcares O-ligados
En comparación con los azúcares ligados a N, el proceso de síntesis de los azúcares ligados a O consiste en añadir monosacáridos uno por uno. Este proceso tiene lugar en una matriz alta, lo que abre la posibilidad de estructuras flexibles que se cree que desempeñan papeles importantes en la regulación de las interacciones entre células. Los azúcares O-ligados en particular desempeñan un papel importante en el reconocimiento de antígenos sanguíneos y en las respuestas inmunes; por ejemplo, la estructura Sialyl Lewis X (SLex) desempeña un papel en la migración de neutrófilos.Los azúcares O-ligados actúan como banderas en la superficie del sistema inmunológico, permitiendo que las células inmunes ingresen con precisión al tejido apropiado para responder a la infección.
En comparación con los azúcares ligados a N, las secuencias de azúcares ligados a O son más aleatorias, lo que los hace más funcionales y diversos en las células. Los azúcares O-ligados también están contenidos en una gran cantidad de mucinas, que son esenciales para la formación de la microbiota intestinal y el mantenimiento de la flora microbiana intestinal normal.
Glicosaminoglicanos y matriz extracelular
Otra molécula de carbohidrato importante son los glicosaminoglicanos (GAG), una clase especial de polímeros que generalmente están compuestos de enlaces alternados de aminoazúcares y ácido úrico. Los GAG, como la heparina y la condroitina, se encuentran principalmente en la matriz extracelular, donde contribuyen al soporte estructural y a las interacciones entre las células. Estas moléculas de azúcar también juegan un papel importante en los procesos de transducción de señales celulares.
Tendencias futuras: la glicocienciaA pesar del creciente reconocimiento de su importancia en la función celular, los glicanos a menudo han sido pasados por alto en estudios anteriores. Muchos investigadores están impulsando la glicociencia, un campo centrado en la estructura y función de los glicanos, que se espera que produzca avances revolucionarios en diversos campos, incluida la medicina, la generación de energía y la ciencia de los materiales.
El desarrollo de la glicociencia no sólo puede revelar las leyes básicas de la vida, sino que también tiene el potencial de revolucionar nuestra comprensión y tratamiento de las enfermedades.
En el estudio de los glicanos, hemos visto innovaciones en tecnologías como el análisis de masas de alta resolución y la cromatografía líquida de alto rendimiento, que han permitido a los investigadores detectar con mayor precisión la estructura y las propiedades de los azúcares. Desde 2012, muchos países han comenzado a prestar atención a la glicociencia y a ampliar su aplicación en la investigación.
Entonces, ¿qué conocimientos inesperados pueden aportarnos los glicanos a la hora de comprender la complejidad de las células?
