Probarás la uvas de la ira mientras pruebas tu teoría

Las teorías nuevas, ‘simples’ y audaces no suelen ser bien recibidas ni por los ‘racionales’ científicos ni por la comunidad que forman. Y mientras se prueban su supuestos y se comprueban sus predicciones, si es que está en lo cierto, el castigo sobre el ponente puede ser largo y amargo. Esto es lo que le ocurrió a Peter Mitchel y a nuestra querida teoría quimiosmótica.

ucp uncoupling-protein-2 atpasa DNF dinitrofenol dinitrophenol desacoplante mitocondria 3Dciencia

En la figura vemos la ATPasa que es la encargada de fabricar el ATP en la matriz a partir del gradiente de protones (azules) generado por la cadena de electrones que funciona en sentido contrario (no parece en la figura). La membrana es impermeable a los protones pero permeable a sustancias como el dinitrofenol capaces de transportar protones a su través y por tanto de deshacer el gradiente produciendo calor. La proteína desacoplante UCP también es capaz de desacoplar el transporte de protones de la fosforilación oxidativa del ADP a ATP. 3Dciencia

Hace no mucho, en los años 50 se sabía que los constituyentes de los alimentos eran oxidados generando poder reductor en forma de (NADH + H+) y que este poder reductor a través de un mecanismo desconocido producía ATP. El ATP era luego el mediador energético más extendido que servía para generar movimiento, procesos químicos o calor. Lo que llamaban la divisa energética de la vida. El problema era saber el mecanismo exacto por el cual sucedía esto. La hipótesis más extendida es que habría un mediador en forma de compuesto de alta energía (fosforilado) capaz de convertir el ADP en ATP como forma de acumular energía útil. El problema era que pese a tener implicado en su búsqueda a laboratorios muy importantes el compuesto no aparecía, se resistía.

Mitchel bioquímico de la Universidad de Edimburgo estaba dispuesto a proponer una teoría alternativa muy distinta y por tanto cismática. Había fijado dos aspectos fundamentales en su pensamiento la compartimentación en membranas de los procesos metabólicos y su carácter direccional, las cosas funcionan o en un sentido u en otro. Conocía como todos la cadena respiratoria de Keilin y que esta generaba un paso de protones de una lado al otro de la membrana, un gradiente protónico. Su intuición genial fue suponer que habría una ATP sintetasa en la membrana capaz de aprovechar este gradiente energético y convertir ADP en ATP.

Postuló en su hipótesis quimiosmótica el 8 de julio de 1961 en Nature donde comentaba sus supuestos de partida y las cosas que explicaría y predeciría. La inercia que también se aplica como es natural a la mente de los científicos hizo que la teoría fuera duramente vapuleada mientras buscaba su afianzamiento experimental. El otro intermediario de alta energía tampoco aparecía pero sus defensores eran más importantes en número y en importancia.

La teoría hacía tres suposiciones: que habría un sistema de ATPasa capaz de transportar protones y en favor de gradiente y sintetizar ATP, un sistema capaz de generar el gradiente que bombea protones en contra de gradiente al otro lado de la membrana (la cadena de electrones) y una membrana impermeable a la carga con los dos sistemas integrados funcionando en oposición.

Lo que explicaba y predecía era: que el intermediario famoso no existía, que el gradiente de protones y su vuelta al otro lado de la membrana por el centro activo de una enzima de membrana era el motor que soportaba la síntesis de ATP a partir de ADP + P… y de manera importante que se podría producir un desacoplamiento de estos dos procesos generación de gradiente y síntesis de ATP por sustancias solubles en la membrana capaces de transportar los protones como el dinitrofenol (DNP) , el salicilato, la azida o el amoniaco. Para Mitchel era el resultado lógico de acuerdo con los hechos experimentales conocidos por entonces. Sin duda la primera consecuencia es la que más problemas creó a la teoría, la negación del compuesto grial. Se pusieron muchos esfuerzos y dinero en encontrar el intermediario y a atacar los planteamientos de la hipótesis quimiosmótica, pero no dieron frutos.

Con el tiempo Mitchel junto a Jennifer Moyle, ya en su laboratorio privado de Glynn Research fueron produciendo la evidencia experimental que la teoría necesitaba. Otros científicos ayudaron, por supuesto en la tarea y finalmente recibió el Nobel en 1978. El problema de esta teoría es que ahora parece obvia y es difícil ver su valor. El mismo Mitchel luego fue refractario a las modificaciones que se pusieron a su teoría original comúnmente aceptada.

REFERENCIAS


Coupling of Phosphorylation to Electron and Hydrogen Transfer by a Chemi-Osmotic type of Mechanism PETER MITCHELL. Nature 191, 144 – 148 (08 July 1961); doi:10.1038/191144a0

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