Heterodímero

Qué es un heterodímero

La palabra reúne tres raíces griegas: ἕτερος (héteros), «otro» o «distinto»; δι- (di-), «dos»; y μέρος (méros), «parte». Un dímero es una entidad formada por dos partes, y el prefijo héteros añade la condición de que esas partes no sean iguales. Cuando las dos subunidades son idénticas se habla de homodímero; cuando difieren, de heterodímero.

En bioquímica, la mayoría de los heterodímeros son proteínas. Dos cadenas polipeptídicas de secuencia distinta se pliegan por separado y luego se reconocen a través de superficies complementarias. La unión rara vez es covalente: predominan los contactos débiles, como los puentes de hidrógeno, las interacciones hidrofóbicas y las fuerzas electrostáticas. La excepción son los puentes disulfuro, que sí forman enlaces covalentes entre residuos de cisteína. También existen heterodímeros que combinan una proteína con un ácido nucleico, o dos ácidos nucleicos de secuencia diferente.

Cómo se ensamblan las subunidades

El ensamblaje depende de regiones especializadas, los dominios de dimerización, que actúan como piezas de encaje entre una cadena y otra. Según la molécula, la asociación puede ser estable y permanente o dinámica y reversible, gobernada por el pH, la concentración de iones o la llegada de una señal. Esa reversibilidad convierte a muchos heterodímeros en interruptores moleculares: se ensamblan cuando la célula lo requiere y se separan después. La respuesta es rápida.

Ejemplos de heterodímeros en el organismo

Las hormonas glucoproteicas ilustran bien el concepto. La foliculoestimulante, la luteinizante, la tirotropina y la gonadotropina coriónica comparten una misma subunidad α y se distinguen por su subunidad β, que es la que confiere a cada una su especificidad biológica. Una sola pieza común, cuatro mensajeros distintos según la pieza que la acompañe.

Otros ejemplos recorren buena parte de la fisiología. Las integrinas, receptores de adhesión que anclan la célula a su entorno, son heterodímeros de una cadena α y una β. El receptor de los linfocitos T reconoce el antígeno gracias a dos cadenas diferentes, y las moléculas HLA de clase II presentan ese antígeno mediante otra pareja desigual. En el núcleo, numerosos factores de transcripción trabajan emparejados: el receptor X retinoide se asocia con distintos receptores nucleares y regula unos genes u otros según cuál sea su compañero.

La hemoglobina del adulto merece una precisión. Está compuesta por dos cadenas α y dos β; el conjunto es en rigor un heterotetrámero, pero cada mitad αβ constituye un heterodímero. Max Perutz resolvió su estructura tridimensional a finales de la década de 1950, un trabajo que le valió el Premio Nobel de Química en 1962.

Heterodímero y homodímero

La diferencia entre los dos términos está en la identidad de las piezas, no en su número. El homodímero une dos copias de la misma subunidad; el heterodímero, dos subunidades de secuencia distinta. Muchas proteínas adoptan una u otra forma según las circunstancias, y el paso de una a otra altera su actividad. La asimetría del heterodímero amplía el repertorio funcional: con un número limitado de subunidades, la célula genera una variedad mucho mayor de complejos combinándolas de dos en dos.

Preguntas frecuentes

¿De dónde procede la palabra heterodímero?

Del griego. Combina héteros (ἕτερος), «distinto», con dímero, «dos partes». Frente a él, el homodímero emplea el prefijo homós (ὁμός), «igual». Esa oposición entre héteros y homós recorre buena parte del vocabulario biológico.

¿Un heterodímero está siempre formado por proteínas?

No. Lo habitual es que sean dos proteínas, pero también pueden unirse una proteína y un ácido nucleico, o dos moléculas de ADN o de ARN de secuencia diferente.

¿En qué se diferencia de un homodímero?

En que sus dos subunidades no son idénticas. El homodímero repite la misma pieza; el heterodímero reúne dos distintas.

¿Por qué la célula recurre a heterodímeros en lugar de a una sola proteína?

Porque emparejar subunidades multiplica las posibilidades sin multiplicar el número de genes. Una misma cadena puede asociarse con varias parejas y dar lugar a complejos de funciones distintas, como ocurre con la subunidad α común de las hormonas glucoproteicas. Separar una función en dos piezas también permite regularla: basta con controlar el ensamblaje para encender o apagar la actividad del conjunto.

Referencias

1. Real Academia Nacional de Medicina de España. Diccionario de términos médicos. Disponible en: https://dtme.ranm.es
2. Alberts B, et al. Molecular Biology of the Cell. Estructura cuaternaria de las proteínas. NCBI Bookshelf. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21054/
3. National Human Genome Research Institute. Talking Glossary of Genomic and Genetic Terms. Disponible en: https://www.genome.gov/genetics-glossary
4. MedlinePlus. Enciclopedia médica: proteínas. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Disponible en: https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/002467.htm