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Aunque solemos asociar el olfato exclusivamente a la nariz, los espermatozoides humanos también poseen receptores odoríferos para orientarse mediante quimiotaxis y localizar el óvulo. Estas células reproductoras comparten esta maquinaria molecular con una familia genética que en nuestra especie suma cerca de 400 genes funcionales.
¿Por qué es verdad?
Los receptores odoríferos pertenecen al grupo de receptores acoplados a proteínas G de clase A. En mamíferos forman la familia multigénica más extensa, llegando a reunir hasta 2.000 genes según la especie. No requieren un encaje molecular perfecto, ya que cada receptor muestra afinidad por varias sustancias según su volumen y propiedades fisicoquímicas.
La activación ocurre cuando la molécula se une a la zona externa del receptor. La proteína cambia su estructura y activa en el interior celular a una proteína G específica, Golf o Gs. Esta molécula estimula a la enzima adenilato ciclasa, la cual transforma el ATP en monofosfato de adenosina cíclico o cAMP.
El aumento de cAMP abre canales iónicos por los que penetran iones de calcio y sodio. Esa entrada de cargas positivas despolariza la membrana celular y genera una señal de respuesta. En los espermatozoides, este circuito químico dirige su avance mediante quimiotaxis hacia el objetivo reproductor.
En los humanos existen unos 400 genes funcionales y unos 600 pseudogenes no operativos. Dado que una sustancia activa múltiples receptores distintos a la vez, el sistema genera combinaciones muy variadas. Así, la célula puede rastrear rastros químicos mínimos con una sensibilidad extraordinaria.
De dónde sale el dato
La información proviene del artículo enciclopédico sobre receptores olfativos de Wikipedia, que sintetiza el conocimiento actual en bioquímica y biología celular. Las referencias sobre la presencia de estos sensores en espermatozoides proceden de estudios científicos dedicados a la expresión génica en diversos tejidos corporales.
Las cifras relativas al censo genético humano proceden del análisis de datos derivados del Proyecto Genoma Humano. Por su parte, la descripción del mecanismo bioquímico se basa en investigaciones experimentales de electrofisiología, modelos moleculares y pruebas con cultivos de células en laboratorio.
Antenas químicas repartidas por el cuerpo
Estos sensores no son exclusivos de la nariz ni del aparato reproductor. En los vertebrados se ubican en los cilios y sinapsis de las neuronas sensoriales, y también en el epitelio de las vías respiratorias humanas. Son proteínas transmembrana formadas por siete hélices que comunican el medio exterior con el interior celular.
En los vertebrados se distinguen trece subclades de estos receptores. En los animales tetrápodos predominan casi por completo las ramas alfa, beta y gamma, siendo la gamma la más abundante. Algunas familias antiguas quedan restringidas a peces sin mandíbula o tiburones fantasma, lo que refleja una larga historia evolutiva.
Para clasificarlos se utiliza una nomenclatura estándar. Los miembros que comparten más del 40% de identidad se agrupan en familias numeradas del 1 al 56. Cuando superan el 60% de identidad forman subfamilias señaladas con letras, las cuales reconocen moléculas con una arquitectura muy parecida.
Y además…
Aproximadamente tres cuartas partes de estos receptores poseen un sitio de unión para iones metálicos. Actúan como metaloproteínas que emplean zinc, cobre o manganeso para captar compuestos aromáticos. En ratones se comprobó que bloquear químicamente el cobre en la nariz les impedía por completo detectar moléculas de azufre como los tioles.
La diferencia genética entre mamíferos es enorme. Frente a los 400 genes funcionales humanos, los ratones poseen unos 1.400 genes activos para el olfato. Esta disparidad muestra cómo los procesos continuos de duplicación y pérdida génica adaptan el censo sensorial a las necesidades concretas de cada especie animal.
Durante años se debatió si captaban la energía vibratoria cuántica de las moléculas. Se realizaron pruebas con moléculas deuteradas, cuya agua pesada hierve a 101,42 °C frente a los 100,0 °C del agua normal. Los análisis con el receptor humano del almizcle demostraron que respondía exactamente igual, descartando esa teoría.
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