La beta-queratina ( β-queratina ) es un miembro de una familia de proteínas estructurales que se encuentran en la epidermis de reptiles y aves . [1] [2] Las beta-queratinas se denominaron así porque son componentes del estrato córneo epidérmico rico en láminas beta apiladas , en contraste con las alfa-queratinas , proteínas de filamentos intermedios que también se encuentran en el estrato córneo y ricas en hélices alfa . [3] Debido a que el uso preciso del término queratina se limita a las alfa-queratinas, el término "beta-queratinas" en trabajos recientes se reemplaza por " beta-proteínas córneas " [3] o " beta-proteínas asociadas a la queratina " . [4]
Las β-queratinas añaden mucha más rigidez a la piel de los reptiles que las alfa-queratinas solas a la piel de los mamíferos . Las β-queratinas están impregnadas en el estrato córneo de la piel de los reptiles, proporcionando impermeabilidad y evitando la desecación .
Las escamas , picos , garras y plumas de las aves contienen β-queratina de la familia aviar. Los estudios filogenéticos de las secuencias de β-queratina muestran que las β-queratinas de las plumas evolucionaron a partir de las β-queratinas de las escamas. [5] Las β-queratinas de las escamas forman el grupo basal en las aves. Los eventos de duplicación y divergencia luego llevaron a los genes de β-queratina de las garras, y la recombinación posterior resultó en nuevos genes de β-queratina aviar de plumas y similares a plumas. La evidencia de estos eventos de duplicación proviene de la correlación de la estructura del clado de β-queratina de las plumas con sus loci genómicos. [6]
Los cambios en las β-queratinas también pueden haber influido en el desarrollo del vuelo propulsado. Un estudio reciente que utilizó métodos de datación molecular para vincular la evolución de los genes de β-queratina aviar en general con la de las plumas específicamente revela que la familia de β-queratina aviar comenzó a divergir de la familia de los cocodrilos hace unos 216 millones de años. [6] También encontró que la familia de β-queratina de las plumas no comenzó a divergir hasta hace 125 millones de años, una fecha consistente con la radiación adaptativa de las aves durante el Cretácico . Las β-queratinas que se encuentran en las plumas modernas tienen una mayor elasticidad, un factor que puede haber contribuido a su papel en el vuelo. [6] Por lo tanto, los parientes emplumados de aves como Anchiornis y Archaeopteryx , cuyas capacidades de vuelo han sido cuestionadas, [7] habrían tenido β-queratinas aviares, pero no de plumas.
El pequeño dinosaurio alvarezsáurido Shuvuuia deserti muestra evidencia de una cubierta de piel similar a una pluma . El análisis de Schweitzer et al. (1999) mostró que estas estructuras similares a plumas consistían en beta-queratina. [8] Esto ha sido refutado posteriormente por Saitta et al., encontrando que las fibras analizadas en cambio consistían en fosfato de calcio inorgánico como lo evidencia la fluorescencia bajo luz polarizada cruzada. [9] Las señales de los análisis inmunohistoquímicos en muestras fósiles son propensas a falsos positivos y deben usarse con precaución cuando se trata de muestras geológicas.