¿Cuánto tarda en plegarse una proteína? Una técnica en tiempo real captura el momento

Las proteínas adquieren formas complejas en 3D incluso más rápido que el ADN, que es una molécula más simple.

Escrito originalmente por Katherine Bourzac y publicado en Nature el 9 de marzo de 2026

El plegamiento de proteínas (impresión del artista) en su forma 3D puede tardar menos de un microsegundo . Crédito: Christoph Burgstedt/Science Photo Library

Los científicos afirman que han realizado algunas de las primeras mediciones directas de cuánto tarda una proteína individual y ordinaria en plegarse. Los resultados fueron sorprendentes: no encontraron ninguna relación entre la secuencia o el tamaño de una proteína y el tiempo que tarda en plegarse en su forma 3D. Y las proteínas parecen plegarse de forma más eficiente que otras biomoléculas, como el ADN, a pesar de que las proteínas tienen un conjunto de ingredientes más complejo. El trabajo se ha publicado hoy en Physical Review Letters1.

Las funciones de las proteínas están estrechamente ligadas a sus estructuras 3D, a menudo complejas. Algunos tienen bolsillos o protuberancias especializadas que les permiten fijarse en receptores celulares para enviar mensajes, por ejemplo. Pero, por muy intrincado que sea su diseño final, una proteína comienza como una cadena de aminoácidos, "como un largo fideo de espagueti" que puede plegarse de muchas maneras, dice Hoi Sung Chung, coautor del artículo y biofísico en el Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales en Bethesda, Maryland. Proteínas plegadas de forma incorrecta o incompleta pueden provocar disfunción, enfermedades o toxicidad, por lo que los científicos quieren comprender los detalles del proceso de plegamiento.

Las diferentes moléculas de proteína idénticas flotando en un vaso alcanzarán su estructura 3D final en diferentes momentos, cada una haciendo muchos intentos fallidos en el camino. Los científicos saben cuánto tiempo suele llevar el proceso general de plegado, incluidos esos intentos fallidos. Pero hasta ahora, ha sido prácticamente imposible medir la duración del propio acto de plegar — este sprint se llama tiempo de transición.

No parpadees

Este periodo de transición es muy breve y debe estudiarse en moléculas individuales. Hasta ahora, los científicos han vislumbrado el proceso de plegamiento ralentizándolo artificialmente u observando proteínas inusuales que se pliegan a un ritmo lento.

El grupo de Chung capturó directamente el periodo de transición mejorando la resolución temporal de un método llamado espectroscopía de fluorescencia de molécula única. Con esta técnica, los científicos pueden evaluar la dinámica de moléculas marcadas con colorante midiendo su fluorescencia.

Los autores colocaron una molécula de colorante rojo en un extremo de una cadena de aminoácidos y una verde en el otro. El tinte verde brilla por sí solo. El tinte rojo se activa solo cuando recibe energía del tinte verde. Antes de que la cadena de aminoácidos se pliegue, la fluorescencia del tinte verde es visible. Cuando la cuerda empieza a plegarse, las dos moléculas de colorante se acercan, permitiendo que la energía se transfiera de la molécula verde a la roja, que entonces comienza a brillar. Pero esta luz seguía siendo demasiado tenue para que los científicos la detectaran, así que usaron un dispositivo de dirección de luz con patrones de pozos a nanoescala que amplifican la señal de los colorantes. Esto les permitió observar el momento fugaz de plegamiento de ocho proteínas.

Demonios de la velocidad

"Este es uno de los avances más significativos en este ámbito en los últimos años", dice Dmitrii Makarov, físico químico de la Universidad de Texas en Austin. Para observar el acto de plegar, los científicos deben detectar un número relativamente pequeño de fotones, una hazaña técnica. "Lo realmente impresionante es que hicieron esto no solo para una proteína, sino ocho, lo que permite plantear preguntas interesantes."

El tiempo de transición más rápido fue inferior a un microsegundo, y el más lento unos cuatro microsegundos. Estas velocidades no estaban correlacionadas con el tamaño, longitud, secuencia o estructura plegada de una proteína, sino con el número de interacciones entre aminoácidos en la proteína plegada (sin incluir los cercanos en la secuencia lineal y desplegada). Cuantas más interacciones haya, más eficientemente se plegará una proteína. Makarov dice que esto ha sido predicho por modelos teóricos, y es emocionante verlo confirmado.

Chung dice que este trabajo sugiere que las proteínas también completan el acto real de plegarse más rápido que otras biomoléculas, como el ADN. Esta última está formada por solo cuatro unidades fundamentales llamadas bases, cada una de las cuales puede unirse con solo otra base en la estructura final. Las proteínas, en cambio, están formadas por 22 aminoácidos, y son posibles muchas más interacciones. Chung sospecha que la evolución ha seleccionado un plegamiento más rápido de proteínas.

doi:https://doi.org/10.1038/d41586-026-00755-x

Referencias

1. Feng, C.-J., Baxa, U., Louis, J. M. & Chung, H. S. Phys. Rev. Lett. 136, 108401 (2026).

Artículo original