Predicción de la estructura de las proteínas para niños

La predicción de la estructura de las proteínas es la predicción o cálculo de la estructura tridimensional de una proteína desde su secuencia de aminoácidos, es decir, la predicción de sus estructuras secundaria y terciaria desde su estructura primaria. La predicción de la estructura es fundamentalmente diferente del problema inverso del diseño de proteínas. Es uno de los principales objetivos de la bioinformática y de la química teórica, y altamente importante en medicina (en diseño de fármacos, por ejemplo) y biotecnología (en el diseño de nuevas enzimas, por ejemplo).

Existen dos estrategias básicas para aproximarse a la predicción de la estructura: la predicción de novo, en la que se suelen utilizar métodos estocásticos; y la predicción por comparación, en la que se recurre a una biblioteca de estructuras previamente conocidas.

Cada dos años se evalúa el rendimiento de los métodos actuales en el experimento CASP (Critical Assessment of Techniques for Protein Structure Prediction, Evaluación Crítica de Técnicas para la Predicción de la Estructura de las Proteínas).En julio de 2021 DeepMind y EMBL (Laboratorio Europeo de Biología Molecular), publican la predicción más de 350 000 estructuras tridimensionales de proteínas.

Estructura secundaria

La predicción de la estructura secundaria es un conjunto de técnicas bioinformáticas cuyo objetivo es predecir la estructura secundaria local de secuencias de proteínas y ARN basándose sólo en el conocimiento de su estructura primaria de aminoácidos o de nucleótidos, respectivamente. Para las proteínas, una predicción consiste en asignar regiones como probables hélices alfa, hebras beta (denominadas a menudo «conformaciones extendidas»), o bucles beta. El éxito de una predicción se determina por su comparación con los resultados de aplicar el algoritmo DSSP (método estándar para asignar una estructura secundaria a los aminoácidos de una proteína dadas sus coordenadas atómicas de resolución) a la estructura cristalina de la proteína. Para ácidos nucleicos, podría determinarse por el patrón de puentes de hidrógeno. Se han desarrollado algoritmos para la detección de patrones específicos bien definidos tales como hélices transmembrana y hélices superenrolladas en las proteínas, o estructuras de microARN en el ARN.

Los mejores métodos modernos de predicción de estructura secundaria en proteínas alcanzan alrededor del 80% de precisión. Tan alto porcentaje permite el uso de las predicciones en el enhebrado de proteínas y la predicción de la estructura proteica ab initio, la clasificación de motivos estructurales, y el refinamiento de los alineamientos de secuencias. La precisión de los métodos actuales de predicción de la estructura secundaria se evalúa en comparaciones semanales tales como LiveBench y EVA.

Véase también

En inglés: Protein structure prediction Facts for Kids

• SIMAP