¿Qué hacer con las proteínas corruptas?

Una célula es un ser vivo que desafía a las leyes de la física por su complejidad y porque en todo momento lucha por mantener su entropía menor que la que hay en su vecindad. Esta es la principal característica de la vida, nadar en contra de las leyes físicas que le provocarían la muerte o el aumento de entropía como dicta la termodinámica.

La actividad es febril pero no caótica. Hay infinidad de funciones y procesos dinámicos interconectados que han evolucionado a lo largo de los miles de millones de años de evolución, pero también hay subrutinas de bajo nivel de software natural, codificado en el ADN, que se han mantenido inmutables a la largo de los eones de evolución.

Una subrutina o función importante ubicua en todas las células eucariotas es como deshacerse de las piezas que la fábrica hace mal o que ya han cumplido su cometido. ¿Qué hacer con las proteínas corruptas?

La respuesta es la ubiquitina: una pequeña y ubicua proteína formada por 76 aminoacidos. Es una de las proteínas más conservadas a lo largo de la evolución eucariota y su secuencia sólo difiere en tres aminoácidos entre levaduras y las células humanas.

Su nombre nos índica que está ubicua en todas las células eucariotas y es juez del sistema que dicta la vida y la muerte de las proteínas. Irwin Rose, Aaron Ciechanover y Avaram Hershko recibieron el premio Nobel de Química en el año 2004 por describir su función en la degradación de la proteínas.

La ubiquitina es el estigma, la marca, la prueba que será reconocida por el brazo ejecutor, por el carcelero y verdugo que es el proteosoma. La ubiquitina marcará la proteína corrupta y el proteosoma ejecutará con el beso de la muerte, degradando a la proteína corrupta. Las proteínas o ladrillos de la vida pueden estar mal plegadas, ser defectuosas o haber finalizado su vida útil. En cualquier caso deben morir para que la vida pueda continuar.

La burocracia del beso de la muerte o proceso de ubiquitinización de las proteínas es llevado a cabo mediante un sistema enzimático de tres componentes (E1, E2 y E3) y también puede ser revertido por otro grupo de enzimas (abogados defensores) llamadas deubiquitinasas. Sabemos que la pena de muerte es burocráticamente compleja y además, aplazable o revocable. Este sistema enzimático tiene como misión etiquetar con la ubiquitina las proteínas que deben morir (beso de la muerte).

¿Y cómo demonios saben tres enzimas a quien deben juzgar y condenar?
Parece ser que es la E3 la que tiene el principal papel de unirse al sustrato o proteína a ejecutar después de reconocer la secuencia de aminoácidos incorrecta y marcarla con la ubiquitina.

Por último, se sabe que detrás de algunas enfermedades degenerativas hay anomalías en el proceso de la ubiquitinización.

Dentro de nuestro mundo macroscópico ¿cumple la justicia de la misma manera que el mecanismo biológico de ubiquitina-proteosoma ?

Bibliografía: "El beso de la muerte y de la vida ... proteica"

Superconductores y el campo de Higgs

- ¿ En qué se parece el panorama político español a un campo de Higgs ?

Hace mas de 100 años que el físico holandés Heike Kamerling Onnes descubrió un fenómeno nuevo en los metales a muy baja temperatura que es la superconductividad. Medio siglo después se presentó un modelo teórico cuántico (BCS) que explicaba las propiedades básicas de este efecto macroscópico sin igual.

Este modelo BCS ( John Bardeen, Leon N. Cooper y Robert Schrieffer) utiliza las mismas matemáticas que la física de partículas. La propiedad más importante de la superconductividad en un metal es la "no existencia" de campos magnéticos y eléctricos en su interior; ya que si no fuera así, se generarían los campos opuestos correspondientes que anularían la entrada de estos campos externos.

De esta forma podemos considerar a un superconductor como un sistema en el cual el campo electromagnético es de muy corto alcance y sorprendentemente el fotón tendría una "masa distinta de cero" en su interior. Como el campo electromagnético es un campo gauge y la interacción nuclear débil entre partículas también es una teoría gauge de corto alcance, se pueden hacer comparaciones entre estos dos mundos completamente diferentes porque obedecen a las mismas ecuaciones matemáticas.

¿Como funciona un superconductor? 
Los electrones del material tienen que cumplir al mismo tiempo dos condiciones especiales:

1. Se tienen que formar o ligar un par de electrones con espines opuestos, llamados pares de Cooper, para tener espin "0" y comportarse como bosones. En una red cristalina los fonones (modos cuantizados de vibración) se encargan de amarrarlos. 
2. Tienen que pasar a la fase de "condensación Bose", es  decir que todos los pares de Cooper se agrupen en el estado de menor energía posible. (Los bosones no cumplen el principio de exclusión de Pauli). En este estado se pueden mover libremente pero no pueden perder más energía y, en consecuencia, no sufren ninguna resistencia al movimiento.

"El campo de Higgs" se inspira en este modelo de la superconductividad, en el cual la condensación de Bose no se produciría en el interior de la materia sino en el vacío. Esto significa que el espacio vacío estará realmente lleno de partículas de Higgs que han sufrido una condensación Bose y serían las responsables de que las partículas elementales tuviesen masa, como así lo hace el fotón en los superconductores.

Hasta aquí no hay ningún problema con las comparaciones, ahora viene lo bueno: un fotón que entre en un superconductor inmediatamente será rodeado por los pares de Cooper que le conferirán al fotón una cierta inercia o masa y esto hace que los campos electromagnéticos desaparezcan. De la misma forma cuando una partícula entra en el espacio vacío (se crea), las partículas de Higgs, la rodean y le dotan de su inercia o masa característica.

Por utilizar un simil muy actual, cuando ciertos personajes políticos salen por el portal de su casa, una nube de reporteros les rodea para entrevistarle. No le cortan el paso, simplemente le acompañan mientras se mueve a través de la vía publica para conseguir una exclusiva o unas palabras para su emisora. Nuestro protagonista o partícula se verá tanto o más afectado cuanto mayor número de reporteros hayan sido atraídos al portal de su casa.

Los reporteros son las partículas de Higgs que crean un campo de actualidad permanente y los Barcenas,  Anas Mato, Sepulvedas, Urdangarines, ... son las partículas del modelo estándar de corrupción español. La importancia de cada uno de sus casos le confiere una masa inercial única en el superconductor de la política nacional.

Bibliografía:
http://www.eluniverso.org.es/2012/10/puede-ser-el-vacio-superconductor/
http://www.investigacionyciencia.es/blogs/fisica-y-quimica/25/posts/centenaria-superconductividad-10326