Beta-queratina

Beta-queratina (β-queratina) es un miembro de una familia de proteínas estructurales que se encuentra en la epidermis de reptiles y aves. Las beta-queratinas recibieron su nombre porque son componentes del estrato córneo epidérmico rico en láminas beta apiladas, a diferencia de las alfa-queratinas, proteínas de filamento intermedio que también se encuentran en el estrato córneo y son ricas en hélices alfa. Debido a que el uso exacto del término queratina se limita a las alfa-queratinas, el término "beta-queratinas" en trabajos recientes se sustituye por "proteínas beta córneas" o "proteínas beta asociadas a la queratina."

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 impermeabilización y prevención de la desecación.

Las escamas, picos, garras y plumas de las aves contienen β-queratina de la familia de las aves. Los estudios filogenéticos de secuencias de β-queratina muestran que las β-queratinas de plumas evolucionaron a partir de β-queratinas de escamas. Las β-queratinas de escamas forman el grupo basal en las aves. Los eventos de duplicación y divergencia condujeron a genes de β-queratina en garras, y una mayor recombinación dio como resultado nuevos genes de β-queratina aviar en forma 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.

Los cambios en las β-queratinas también pueden haber influido en el desarrollo del vuelo propulsado. Un estudio reciente que utiliza métodos de datación molecular para vincular la evolución de los genes de la β-queratina aviar en general con la de las plumas revela específicamente que la familia de la β-queratina aviar comenzó a divergir de la familia de los cocodrilos hace unos 216 millones de años. También encontró que la familia de la 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. Así, los parientes emplumados de aves como Anchiornis y Archaeopteryx, cuyas capacidades de vuelo han sido cuestionadas, habrían tenido β-queratinas aviares, pero no plumas.

El pequeño dinosaurio alvarezsáurido Shuvuuia deserti muestra evidencia de una cubierta de piel parecida a una pluma. El análisis de Schweitzer et al. (1999) mostró que estas estructuras parecidas a plumas estaban compuestas de beta-queratina. Desde entonces, esto ha sido refutado por Saitta et al., y descubrieron que las fibras analizadas consistían en fosfato de calcio inorgánico, como lo demuestra la fluorescencia bajo luz de polarización cruzada. Las señales de los análisis inmunohistoquímicos en muestras fósiles son propensas a dar falsos positivos y deben usarse con precaución cuando se trata de muestras geológicas.