Miosina

Qué es la miosina

El nombre combina la raíz griega my(o)- (μῦς, mŷs), presente también en mialgia, miocardio o miopatía, con el sufijo químico -ina, que la nomenclatura decimonónica reservaba para sustancias recién aisladas de un tejido. La palabra se documenta en inglés desde 1869, aunque el hallazgo es algo anterior: fue el fisiólogo alemán Wilhelm Kühne quien, en 1864, extrajo del músculo esquelético una proteína viscosa a la que dio ese nombre, atribuyéndole la responsabilidad del estado de rigidez muscular.

Kühne no lo sabía, pero había purificado en realidad una mezcla de dos proteínas. Habría que esperar hasta 1942 para que, en el laboratorio húngaro de Albert Szent-Györgyi, Brúnó F. Straub e Ilona Banga separasen aquel extracto en dos componentes: la miosina propiamente dicha y una segunda proteína a la que llamaron actina, porque activaba su actividad enzimática. De esa unión funcional procede el término actomiosina, el complejo que forman ambas moléculas durante la contracción.

Estructura molecular

La miosina convencional está formada por dos cadenas pesadas y dos pares de cadenas ligeras. Las cadenas pesadas se enrollan entre sí en su tramo final, dando lugar a una cola en espiral, y se separan en el extremo opuesto en dos cabezas globulares. La actividad motora reside precisamente ahí: cada cabeza contiene un dominio capaz de unir e hidrolizar ATP, y otro que se fija de forma reversible a un filamento de actina.

Entre ambos extremos hay una bisagra. Ese segmento intermedio, el cuello, aloja las cadenas ligeras y funciona como un brazo de palanca: amplifica un movimiento de apenas unos nanómetros en la cabeza hasta convertirlo en un desplazamiento útil del filamento vecino.

El ciclo mecanoquímico

La cabeza de miosina actúa como una ATPasa. Hidroliza ATP en ADP y fosfato inorgánico, y la energía liberada la deja amartillada, unida débilmente al filamento de actina. Cuando el fosfato se libera, la cabeza gira sobre sí misma y tracciona: es el golpe de fuerza, el instante en que se genera trabajo mecánico real. Después se libera el ADP, la cabeza queda firmemente anclada a la actina, y solo la llegada de una nueva molécula de ATP la desprende, reiniciando el ciclo. Puede repetirse cientos de veces por segundo.

La disponibilidad de los puntos de anclaje en la actina no es constante: depende de la troponina y la tropomiosina, dos proteínas reguladoras que el calcio desplaza o bloquea según el músculo esté en reposo o en actividad.

Una superfamilia, no una sola proteína

Miosina no designa una proteína única, sino toda una familia. Se han descrito unas veinticuatro clases distintas según la secuencia y disposición de sus dominios, aunque solo media docena, las clases I, II, V, VI, VII y X, cuentan con una caracterización funcional razonablemente completa. En el genoma humano hay cerca de cuarenta genes que codifican miosinas distintas.

Convencional es la miosina II: se asocia en pares para formar los filamentos gruesos del sarcómero y es la responsable directa de la contracción del músculo esquelético, cardiaco y liso. Fuera del tejido muscular desempeña otro papel, menos conocido: aporta rigidez a la membrana plasmática y estrecha el anillo contráctil durante la división celular.

Las miosinas no convencionales, en cambio, no se agrupan en filamentos gruesos. Actúan como monómeros o dímeros sueltos que se desplazan literalmente sobre los microfilamentos de actina, cargando consigo vesículas, orgánulos o fragmentos de membrana. No contraen: transportan.

Direcciones opuestas: la miosina V se dirige hacia la periferia celular, mientras que la miosina VI hace justo el trayecto contrario, algo inusual porque casi todas las clases avanzan en el mismo sentido sobre el filamento. Mutaciones en algunas miosinas no convencionales, entre ellas la VIIA, se han relacionado con formas hereditarias de sordera: intervienen en la estructura de los estereocilios de las células ciliadas del oído interno.

Miosina y enfermedad

El ejemplo mejor estudiado en la práctica clínica es la miosina cardiaca beta, codificada por el gen MYH7. Las mutaciones que reducen su actividad ATPasa se han asociado con la miocardiopatía dilatada; las que la aumentan, con la miocardiopatía hipertrófica. Son, en conjunto, dos de las causas genéticas mejor caracterizadas de enfermedad estructural del corazón.

Preguntas frecuentes

¿Toda la miosina sirve para la contracción muscular?

No. La mayoría de las clases de miosina no convencionales actúan en células que no son musculares, donde participan en el transporte de vesículas, la migración celular o la división celular.

¿Qué diferencia hay entre la miosina y la actina?

Ambas son proteínas contráctiles, pero cumplen papeles distintos: la actina forma los filamentos finos y ofrece la pista sobre la que avanza la miosina, mientras que esta, alojada en los filamentos gruesos, es el motor que genera la fuerza.

¿Cuándo se descubrió la miosina?

En 1864, cuando Wilhelm Kühne extrajo del músculo esquelético una proteína viscosa a la que dio ese nombre. No sabía todavía que su preparado contenía, en realidad, dos proteínas distintas.

¿Cuántos tipos de miosina existen?

Se han identificado unas veinticuatro clases, agrupadas en una única superfamilia, aunque solo unas pocas están bien caracterizadas funcionalmente.

¿Puede una alteración de la miosina causar una enfermedad del corazón?

Sí. Las mutaciones en el gen que codifica la miosina cardiaca beta, MYH7, están entre las causas genéticas más frecuentes de miocardiopatía hipertrófica y de miocardiopatía dilatada, dos enfermedades estructurales del músculo cardiaco con mecanismos moleculares opuestos: una gana función motora, la otra la pierde.

Referencias

1. JoVE. Descripción general de la estructura y función de la miosina.
2. ScienceDirect Topics. Myosin ATPase.
3. Delegación institucional del CSIC en Castilla y León. Miosina II, un motor molecular que conecta fuerza, desarrollo y enfermedad.
4. Facultad de Medicina, UNAM. Morfología del músculo esquelético.