Repte 2
la picada vírica
Per altra banda, si entenem com funciona aquesta molla tindrem la clau per crear la nosatra nanoeina.
Per crear eines com aquesta en biotecnologia moltes vegades es fan servir virus, ja que tenen la mida adequada i ja realitzen la funció que estem buscant.
Som biotecnòlogues i biotecnòlegs que treballem per crear una nanoeina (una eina molt i molt petita) que ajudi a incorporar material genètic en els bacteris. Per fer-ho partirem d'una eina natural per fer-ho i la modificarem perquè introdueixi el material genètic que nosaltres vulguem.
Els bacteriòfags són virus que infecten bacteris, tenen una espècie de molla en la part inferior, entre les potes, que “forada” la membrana de la cèl·lula i li permet introduir el seu material genètic a l’interior i, per tant, infectar-la. En aquest vídeo es pot veure el procés d’infecció.
Una de les maneres d’evitar que aquest virus penetri la cèl·lula i l’infecti és destruint aquesta molla o impedint que es formi. Si les proteïnes no aconsegueixen plegar-se bé per formar la molla, aquesta no pot fer la seva funció i, per tant, s’impedirà que el virus pugui entrar dins les cèl·lules per infectar-les.
Aquesta és la seqüència d’11 aminoàcids:
VTQLAIDRTIA
I aquesta la seva estructura 3D quan està plegada la proteïna:
Ens distribuim en grups de 2-3 persones.
En total han de sortir 11 grups, un per a cada aminoàcid de la seqüència.
Repte: Quins canvis en la seqüència provoquen el "trencament" de l'estructura de la "molla"?
Només podeu canviar un dels aminoàcids de la seqüència per un altre cada vegada.
Per fer-ho haureu de fer el canvi en la seqüència i predir quina estructura tindrà, fent servir l'Eina AlphaFold. (seguiu l'enllaç)
IMPORTANT: cal tenir en compte que cada canvi que es prova triga uns 2-3 minuts en donar el resultat, però en funció de la connexió i els ordinadors pot trigar més.
Pista: alguns aminoàcids són semblants entre si pel que fa a les seves propietats, és a dir, que tot i ser diferents aminoàcids, tenen la mateixa funció (o similar) i, per tant, no afecten l’estructura de la proteïna. En aquesta taula hi trobareu els aminoàcids possibles i les seves característiques
Explicació: en funció de les cadenes laterals dels aminoàcids, i les propietats químiques d’aquestes, els aminoàcids es classifiquen en diferents grups. Dins de cada grup, els aminoàcids que formen part són el que s’anomenen aminoàcids semblants, ja que les seves propietats són similars, per això es troben en el mateix grup. Com sigui, aquesta cadena lateral té una importància clau a l’hora del plegament i conformació de les proteïnes. A causa de les interaccions que es puguin donar entre les cadenes laterals d’aminoàcids quan la proteïna estigui plegada, la posició dels aminoàcids a la seqüència determinarà la seva conformació final. Per això, els canvis d’aminoàcids poden afectar més o menys a l’estructura final de la proteïna. Si canviem un aminoàcid per un altre del mateix grup, pot no alterar la conformació en 3D, ja que tenen les mateixes característiques (o similars). Font d’informació: article de Nature.
Com un bon científic, cal que anoteu tots els canvis i resultats en una fitxa (descarregable a sota): la seqüència original, les seqüències que heu provat, els canvis que heu fet i els resultats que heu obtingut (podeu enganxar una captura de pantalla de la imatge del plegament resultant).
Un cop passat el temps de proves, compartim amb la resta de grups els resultats.
Hi ha algun canvi que hagi fet trencar la molla? Quins?
Quins canvis no han fet cap canvi en l'estructura? Per què?
Per finalitzar, consensuem entre tots la resposta al repte.
A partir d’aquí, es podeu preparar un producte final en què s’expliqui la recerca que heu fet, com per exemple un pòster científic, una presentació, una infografia, una gràfica…
La llibreta de laboratori és molt important per a un científic.
Baixeu i aneu omplint la fitxa.
