¿En qué se parecen un gato siamés a freír huevos?

Como todos hemos podido comprobar alguna vez, la clara de huevo cambia de color cuando se calienta. Cuando echamos el huevo en la sartén, la clara es transparente, pero cuando el aceite la calienta se vuelve blanca y opaca y el proceso es más o menos agudo según la temperatura que alcance. Esta propiedad nos permite cocinar distintos platos modificando la cantidad de calor aplicada. Tenemos así huevos cocidos, fritos, a la plancha, poché o escalfados, revueltos, en tortilla francesa …

También los gatos siameses cambian de color dependiendo de la temperatura a la que están expuestos. Cualquiera que haya visto un gato siamés sabe que estos animales tienen un patrón de color variable ya que son más oscuros en las extremidades y cabeza que en el resto del cuerpo. Esto se debe a la diferencia en temperatura que registran las distintas partes del cuerpo: más calor en el tronco que en las extremidades. Este proceso es, químicamente hablando, sorprendentemente similar al de freír un huevo.

La razón es la siguiente: los huevos, y especialmente la clara, son muy ricos en proteínas. Cuando la temperatura aumenta, estos compuestos orgánicos empiezan a perder su estructura y comienzan a desenredarse, proceso conocido como desnaturalización. Cuando las proteínas se desnaturalizan, cambian sus propiedades, así, la clara, sometida a una alta temperatura se empieza a hacer más dura y a cambiar de color hasta que todas sus proteínas han modificado su estructura. Y pasa de ser transparente a blanca en tan solo unos segundos. Hay otros modos de desnaturalizar una proteína, si ponemos una clara en ácido –con vinagre por ejemplo- también se tornará blanca y opaca. Bien con calor, bien con ácido, el cambio de textura y color que experimenta la clara es irreversible.

Aunque parezca difícil de creer, el mismo proceso ocurre en los gatos siameses. Estos animales tienen una enzima, esto es, una proteína que acelera reacciones químicas, que se desnaturaliza (y por lo tanto no funciona) a la temperatura corporal del gato. Cuando está activa (por debajo de los 34 ºC), esta enzima, llamada tirosinasa, ayuda a oxidar -añadir un átomo de oxígeno- a uno de los amino ácidos que forman esta proteína. Más específicamente, oxida el amino ácido tirosina convirtiéndolo en un compuesto llamado dopa. Posteriormente, tras otras reacciones químicas, la tirosina oxidada se acaba convirtiendo en melanina, el pigmento que le da su color oscuro al pelo bien humano bien de gato, como es el caso que nos ocupa. Sin embargo, si la temperatura es superior a los 34ºC, la proteína se desnaturaliza, pierde su función y deja de producir el pigmento que da color negro, dejándolo blanco. Por ello cuando hace calor el gato siamés presenta menor superficie oscura y cuando hace más frío presenta menor zona de color blanco.

La vía metabólica que transforma la tirosina en melanina, incluyendo la función de la tirosinasa

Sin embargo, ¿por qué sólo los gatos siameses tienen esta pérdida de color y no otras razas? La respuesta está en la desnaturalización. Esta raza de gato contiene una mutación, un cambio en el ADN. El material genético de los gatos, así como el de los humanos, dirige la síntesis de los amino ácidos que forman proteínas a través de un proceso llamado translación. En esta mutación, el amino ácido arginina se une a la proteína en lugar del amino ácido glicina (Gly302Arg). De la misma forma, la mutación altera la sensibilidad que la enzima tiene a la temperatura. Este mutante es estable a los 34⁰C, pero inestable a la temperatura corporal del gato que suele rondar los 37⁰C. Esta inestabilidad desnaturaliza la enzima haciendo que deje de funcionar.

Gráfica que muestra la diferencia de actividad enzimática entre una tirosinasa normal y una tirosinasa mutante

Cuando la enzima deja de funcionar, no se produce melanina lo que resulta ser la causa del fenotipo blanco de estos gatos. Las extremidades (las patas, las orejas, la nariz…) son más oscuras porque tienen una mayor área superficial y, por tanto, pierden calor más rápidamente que las zonas más interiores del cuerpo (el torso, la espalda…). Las áreas del cuerpo más frescas sufren menos desnaturalización y por tanto contienen una mayor cantidad de enzimas activas. La misma idea se puede observar cuando un gato sale a pasear al aire libre en un día de temperaturas bajas. El color oscuro se expande de manera que se puede observar en las zonas superiores de las patas y por el cuello ya que una mayor parte del cuerpo ha estado a menor temperatura y por tanto la enzima está más activa produciendo melanina y dando color oscuro a esas regiones corporales. A diferencia de lo que ocurre con los huevos, esta desnaturalización es reversible, de modo que si la temperatura baja de los 34⁰C la enzima se activa, se produce melanina y el pelaje se torna negro.

El mismo mecanismo se da en aquellas personas diagnosticadas con albinismo sensible a la temperatura. En este caso la mutación de la tirosinasa también está presente, concretamente en el cromosoma número 11. El ADN humano está dividido en lo que se conocen como cromosomas. Nuestra especie contiene 23 parejas y cada pareja comprende los mismos tipos de genes, pero cada gen puede expresar unas características diferentes.

Por ejemplo, una persona puede tener los ojos azules y otra los puede tener marrones, el gen es el mismo (color de ojos) pero variando el color. En el caso del albinismo, este tan solo se expresa si ambos padres pasan una copia del cromosoma 11 conteniendo la mutación. Es por ello que los padres no tienen por qué ser albinos ellos mismos ya que puede ser que solo tengan una copia con la mutación y que la otra sea normal. Al igual que ocurre con el gato siamés o la acción de freír un huevo, el albinismo sensible a la temperatura, también conocido como albinismo oculocutáneo 1B o albinismo amish, es debido a la desnaturalización de la enzima tiros inasa. Ésta pierde función a los 37ºC, que es aproximadamente la temperatura corporal de un humano y por tanto la producción de melanina disminuye drásticamente. Como consecuencia, en la mayor parte del cuerpo el pelo es blanco o incoloro debido a la temperatura corporal, pero en zonas más expuestas como son los brazos y las piernas el vello es generalmente oscuro.

Este artículo nos lo envía Ana Pascual. “Completé la educación secundaria en Madrid, el bachillerato en los Estados Unidos y actualmente estoy estudiando bioquímica en la universidad de Purdue. Desde pequeña la ciencia ha sido uno de mis mayores intereses. Me apasiona todo lo que tiene que ver con los mecanismos que actúan en el funcionamiento del cuerpo tanto humano como animal. En el futuro espero tener la oportunidad de trabajar en medicina o en investigación científica. Otras de mis pasiones son la oratoria, la pintura y la música”.

Bibliografía

Dugger, Abby. Ground Rules of Metabolism. 24 de mayo, 2011. Miami Dade College.

John Wiley & Sons. Concepts in Biochemistry, 3/e. 2006. Figura 19-23

Infogen A.C. Defectos al nacimiento: Albinismo falta de pigmento de la piel y anexos. 23 de marzo, 2016.

Dr. Hayasi. Albinismo oculocutáneo tipo 1. Federación Mexicana de Enfermedades Raras. Abril, 2013.

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