1. Hilos bisales :Los mejillones secretan filamentos proteicos especializados llamados hilos bisales, que actúan como anclas. Estos hilos se componen principalmente de dos proteínas:la proteína 1 pre-pro-pie (fp-1) y la proteína 3 pre-pro-pie (fp-3).
2. Estructura de las proteínas :Las proteínas fp-1 y fp-3 tienen una arquitectura molecular única que consiste en una secuencia de aminoácidos repetida conocida como dominio de "cohesión" o "colágeno". Este dominio se caracteriza por la presencia de los aminoácidos glicina, alanina y serina. La disposición repetitiva de estos aminoácidos proporciona estabilidad estructural y flexibilidad a los hilos bisal.
3. Capa de hidratación :Cuando los mejillones secretan las hebras del biso, inicialmente están hidratados, es decir, contienen una cantidad importante de agua. Esta capa de hidratación juega un papel crucial en la adhesión. Las moléculas de agua forman enlaces de hidrógeno con los grupos polares presentes en los aminoácidos de las proteínas. Estos enlaces de hidrógeno crean una fuerte fuerza adhesiva entre los hilos y la superficie a la que están unidos.
4. Enlace cruzado :La fuerza de adhesión de los hilos bisal se mejora aún más mediante la reticulación. Esto ocurre cuando los aminoácidos cisteína y dihidroxifenilalanina (DOPA) forman enlaces covalentes entre cadenas de proteínas adyacentes. Estos enlaces cruzados crean una red robusta que refuerza las propiedades adhesivas de los hilos.
5. Química de superficies :Las superficies a las que se adhieren los mejillones también desempeñan un papel en el proceso de adhesión. Los mejillones prefieren superficies con carga negativa, como minerales como el carbonato de calcio (que se encuentra en las rocas) u óxidos metálicos. Las cargas positivas de los aminoácidos de los hilos bisales interactúan electrostáticamente con las superficies cargadas negativamente, fortaleciendo la unión.
6. Mecanismo de autorreparación :Los mejillones tienen una notable capacidad para reparar los hilos de biso dañados. Si se rompe un hilo, pueden secretar rápidamente nuevas proteínas y restablecer la adhesión, asegurando su unión continua al sustrato.
En resumen, los mejillones logran la adhesión bajo el agua a través de los efectos sinérgicos de hilos de bisal altamente hidratados, entrecruzamiento de proteínas, química superficial favorable y un mecanismo de autocuración. Inspirándose en este sistema adhesivo natural, los científicos están explorando diversas aplicaciones de adhesivos inspirados en mejillones en campos como la medicina, la construcción y la ingeniería marina.
