Premios Nobel 1987

1987/12/01 Barrenetxea, Tere - Elhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Anatomia/Fisiologia
• Medikuntza
• Fisika
• Kimika
• Sariak

Xaponés solitario...

Tonegawa é profesor de bioloxía no prestixioso Massachusetts Institute of Technology. Con todo, as investigacións que lle concederon non as levou a cabo, senón no Instituto Inmunológico de Basel entre 1971-1981. Neste período traballou co teórico Niels Jerne, premio Nobel de Medicamento en 1984.

Aspecto dos anticorpos humanos. Están constituídos por catro cadeas de proteínas: dúas longas e dúas curtas. As cadeas están unidas entre si por pontes de xofre.

Tonegawa é un investigador práctico. Nun informe que publicou en 1976, afirmou que vira como se recollen nun cromosoma os diferentes xenes que provocan a formación de anticorpos.

As sesións de Tonegawa confirman una teoría publicada en 1960 por William Dreyer e Claude Bennett. Segundo estes autores, as diferentes proteínas paira formar anticorpos combínanse de azar ou de novembro. Por aquel entón ninguén podía explicar o mecanismo que se podía levar á combinación. O problema era como o corpo podía facer billóns distintos. Estes anticorpos adoitan estar a esperar a que os virus e bacterias entren no corpo. De todas elas, só una será adecuada paira combater e destruír o invasor.

O dilema é como, ao depender dos xenes a formación de anticorpos, que só son 100 000 diferentes, poden controlar a formación de diferentes anticorpos biliónicos. Tonegawa desvela este paradoxo.

Os anticorpos son producidos por varias células do sangue, chamadas células B. Nun home adulto hai ao redor dun billón de células B e cada una é capaz de crear un anticorpo dun tipo especial. O número de anticorpos por tanto non pode superar o número de células B.

Os anticorpos humanos están formados por catro cadeas de proteínas. Dous deles son longos e dous curtos. As cadeas forman una disposición en forma de E (ver Figura). As ramas de E son moi variables e son precisamente estas as que identifican ao inimigo. Ademais a través deles enlázanse ao invasor. Se están unidos, a cola do anticorpo sofre cambios e provoca a posta en marcha do sistema inmunológico. Entón o sistema inmunológico pon todas as súas armas en acción paira limpar o estraño.

A parte variable da cadea longa vén limitada por tres xenes: os xenes V, D e J. A cadea curta só ten xenes V e J. En humanos hai 200 V xenes, 20 D xenes e 4 J xenes.

As sesións de Tonegawa revelaron que estes xenes se combinan aleatoriamente durante o desenvolvemento do mamífero. Así se forman miles de partes variables diferentes. E como en cada anticorpo hai catro partes variables, as combinacións posibles soben até o billón.

Segundo o visto, a concesión do Premio Nobel a Tonegawa foi moi adecuada. Con todo, nunha época na que os traballos de investigación realízanse en grupo, sorprende que só se lle outorgue o premio e iso é o que el insistía.

...Trío de químicos...

Traballando no laboratorio.

O Premio Nobel de Química foi entregado este ano entre tres persoas. Son dous norteamericanos (Charles Pedersen e Donald Cram) e un francés (Jean-Marie Lehn). O premio premia o traballo realizado por estas tres persoas na identificación de moléculas, cando se coñece como "Química Hóspede/Invitado". A identificación da molécula abriu un campo de investigación amplo e variado, non só en química senón tamén en bioloxía, medicamento e ciencia de materiais.

Por iso, os químicos comprenden como una molécula xigante, como as proteínas, identifica a outra e a racciona selectivamente con ela. Os biólogos tamén puideron comprender como os anticorpos identifican aos antígenos. E coas mesmas bases, os químicos deseñaron sensores paira detectar velenos e produtos tóxicos no medio ambiente. En medicamento foi posible deseñar novos medicamentos. As funcións que realizan as encimas xigantes son posibles mediante pequenas moléculas sintetizadas no laboratorio.

O concepto de identificación molecular é fillo dunha chiripa. Fai 24 anos, traballando paira a gran compañía química Pedersen Du Pont, fixo un descubrimento inesperado. Nunha das súas sesións utilizou una materia prima contaminada. Como resultado da reacción obtiña un produto lateral xunto co produto principal. Como químico responsable de Peders, encargouse de identificar e verter o produto lateral pola fregadera. Deuse conta de que o composto tiña una estrutura moi especial e non convencional. En forma de anel hai 12 átomos de carbono e 6 de osíxeno, entre os cales hai dous átomos de carbono. Os químicos chaman agora cicleter ou coroa éter a leste anto- laminado.

Cando comezaron a estudar a química destes cicléteres, Pedersen tivo grandes sorpresas.

O hidróxido sódico, a eslamiada cáustica, non se disolve en disobantes orgánicos como o benceno e o éter. Pero cando Pedersen engadía o seu produto lateral ao disolvente orgánico, o hidróxido sódico disólvese na súa totalidade. Que era o que facía o novo composto?

Pedersen.

O hidróxido sódico está formado por iones de sodio positivos e iones de hidróxido negativos, mentres que as forzas electroestáticas manteñen os iones formando un composto estable. Cando se engade auga, esta rompe as forzas electrostáticas e as moléculas de auga rodean os iones. Cada seis iones. Así, o hidróxido sódico se esparce na auga "; disólvese coa linguaxe dos químicos. Disolventes orgánicos como o benceno e o éter non poden romper as forzas electrostáticas, polo que non disolven compostos como o hidróxido sódico.

Con todo, o composto de Pedersen é capaz de disolver sustancias iónicas. Os seus seis átomos de osíxeno rodean o ion sodio da mesma maneira que o fan seis moléculas de auga. O ion sodio vese como coroado e por iso Pedersen dixo aos seus novos compostos a coroa éter.

Una das primeiras aplicacións da coroa éter foi a disolución de iones como o sodio e o potasio en disolventes orgánicos. Algunhas reaccións químicas necesitan estes metais paira avanzar. Algunhas delas prodúcense ademais só en disolventes orgánicos e a transferencia de iones desde a fase acuosa á fase orgánica pode ser un problema. Córtelos corais dan solución a este problema.

Os químicos poden sintetizar éteres corais de calquera tamaño de metal e aproveitar esta vía paira extraer metais valiosos da mestura. A colocación dunha coroa éter específica nun electrodo pode ser utilizada paira detectar un determinado metal. Os biólogos tamén se beneficiaron deste descubrimento. De feito, puideron comprender como atravesan as membranas de células non acuosas a vía de acción dos antibióticos e os iones de sodio e potasio, anfibios. No segundo caso, considérase que nas membranas tipo coroa éter abren buracos para que eses iones pasen.

Os éteres corais non abarcan unicamente metais. Tamén poden conter moléculas. Neste punto entra o segundo premiado (Donald Cram) neste relato.

Cram é actualmente profesor da universidade de Los Ángeles en California, pero cando Pedersen descubriu éteres corais traballaba paira Du Pont. Cram decatouse de que a sintetización da coroa e os éter especiais permitía separar as moléculas quirales. A única diferenza entre estas moléculas era que una imaxe espello da outra era idéntica a outras propiedades. A separación de moléculas quirales é o que fan as encimas, xa que nos procesos bioquímicos só una das moléculas quirales é efectiva. Así, pensou que a coroa por medio dos éteres só podía extraerse uno dos compoñentes das mesturas quirales e que por este camiño podía chegar a sintetizar produtos químicos, farmacéuticos e agroquímicos especiais.

Cram e a súa muller.

O laboratorio de Cram dedicábase á produción de articulos paira 1973. O seu primeiro éxito foi a síntese dunha coroa éter capaz de separar os aminoácidos quirales que forman parte das proteínas.

El inventou o nome de host invitado químico. A coroa éter sería un hóspede e as súas moléculas son convidadas.

O laboratorio de Cram sintetizou tamén outras estruturas moleculares que podían cumprir as funcións de coroas éter, en forma de esferas e semiesferas baleiras. Son esféricos e hemiesféricos.

O terceiro premiado é una rama máis da Du Pont connection. Jean-Marie Lehn traballaba tamén paira Du Pont, pero noutra rama. A el ocorréuselle que a coroa bidimensional de Pedersen estendésese á terceira dimensión. Paira iso substituíu dous átomos de osíxeno da coroa orixinal por dous átomos de nitróxeno. Mediante átomos de nitróxeno interconectou dúas coroas éter entre si obtendo compostos ciclistas. Son os criptanos. Os criptanos extraen de forma selectiva cationes metálicos máis que éter coroa. Ademais, Lehn deseñou hostaleiros que identifican sustancias biológicamente eficientes como a azetikolina neurotransmitente.

Grazas ao traballo destes químicos non será posible sintetizar una encima no laboratorio, pero si sintetizar moléculas máis pequenas e sinxelas que cumpran as súas mesmas funcións.

...E parella de físicos

O Premio Nobel de Física deste ano sorprendeu un pouco os ambientes científicos. O problema non é que Georg Bednorz e Alex Müller non merezan a pena polo seu destacado labor sobre os superconductores, porque todos din que merecen a pena. A culler é a rapidez.

Bednorz e Müller bateron todas as marcas.

Bednorz e Müller foron premiados por elevar a barreira de condución dos superconductores en 12ºC. Este descubrimento tivo lugar a principios de 1986 e non se publicou até setembro do mesmo ano. Por tanto, o Premio Nobel foi recibido apenas un ano despois da publicación dos seus resultados. Este feito é sorprendente, xa que a Academia Sueca de Ciencias, coa intención de ser moi prudente e rigoroso, deixa décadas ata que premia un descubrimento. Normalmente, un progreso zeintífico tarda anos en ter una gran aceptación e iso é o que espera a Academia Sueca.

Bednorz e Müller traballan no laboratorio do IBM de Zúric e é de destacar que o Premio Nobel de Física do ano pasado foi outorgado por Gerd Binning e Heinrich Rohrer do mesmo laboratorio. Este feito é una sinal de que a investigación punteira desprazouse da universidade aos laboratorios de grandes empresas transnacionales.