El ensamblaje de proteínas para formar estructuras macromoleculares más grandes dentro de las células está vinculado a los ribosomas y, por lo tanto, a su síntesis a través del proceso de traducción. Este es el resultado de estudios recientes de científicos de la Universidad de Würzburg y el Instituto Max Planck MPIpara Biofísica Química en Gotinga. Los ribosomas adoptan el papel de un "punto de control" de calidad en este contexto: se aseguran de que las proteínas de nueva construcción se alimenten directamente a las líneas de producción de los complejos macromoleculares. Los investigadores han publicado sus resultados en las revistas Informes de celda y El diario EMBO .
Jugar LEGO a nivel molecular
"Piense en ello como ladrillos LEGO a nivel molecular: un ladrillo se une al siguiente hasta que el producto esté terminado. Si solo se usa un ladrillo defectuoso o incorrecto, todo el edificio puede verse comprometido como resultado". Profesor UtzFischer ocupa la Cátedra de Bioquímica en la Universidad de Würzburg. Durante muchos años, ha estado investigando cómo se ensamblan las llamadas "máquinas macromoleculares" dentro de las células. Su foco de investigación son los spliceosomas: estos grandes complejos de ARN-proteína son una parte esencialde la expresión génica dentro de las células. Su trabajo es eliminar aquellas secciones en el ARN mensajero que no contienen ninguna información de codificación de proteínas y unir las secciones relevantes que llevan la información.
En su último trabajo, el equipo de Fischer con colegas de Gotinga descubrió la secuencia de producción completa de los llamados snRNP, las subunidades que componen los spliceosomas, desde la síntesis de los componentes individuales hasta su ensamblaje y combinación para el funcionamientomáquina. Identificaron un jugador hasta ahora inesperado en este proceso: el ribosoma.
El papel de los ribosomas
Los ribosomas son las entidades donde la información genética en forma de ARNm se traduce en proteínas. La forma en que estas proteínas individuales se ensamblan posteriormente para formar máquinas macromoleculares no se había descifrado por completo hasta hace poco. Sin embargo, una cosa era cierta: la noción de que los ribosomas liberanLas proteínas individuales en el interior de la célula donde deambulan en busca de la contraparte coincidente definitivamente no pueden ser ciertas. "El interior de las células está demasiado lleno para esto", dice Ashwin Chari, líder del grupo de proyecto en el MPI de Química Biofísica.tomaría las proteínas demasiado tiempo para formar complejos; se atascarían formando estructuras y agregados erróneos como resultado causando enfermedades graves, como el Alzheimer, en el peor de los casos.
"Por lo tanto, debe existir un mecanismo en las células vivas, que protege las proteínas recién sintetizadas en el ribosoma y solo les permite asociarse con su contraparte correcta", dice Elham Paknia, quien dirigió experimentalmente todo el proyecto. Los científicoshan podido demostrar que esta suposición es realmente cierta por primera vez. En consecuencia, el ribosoma no libera al azar las proteínas en el citosol después de la síntesis, sino que las retiene hasta que los ayudantes específicos, llamados chaperonas, entregan las contrapartes correspondientes.Al hacerlo, el ribosoma asegura que solo se forme la estructura prevista y, por lo tanto, adopta el papel de "inspector de calidad" además de la producción.
Gran inversión en regulación y control
Según los científicos, los "criterios de calidad extremadamente alta" son un principio básico de la función celular. Pudieron demostrar que a menudo participan más chaperonas en el ensamblaje de las máquinas macromoleculares que en los bloques de construcción. Esto también se hace evidente al observar la energía de la célulaequilibrio: "La catálisis en sí misma requiere muchos menos recursos que la regulación y el control", dice Utz Fischer.
El gran esfuerzo está justificado: los errores durante el ensamblaje del empalme, por ejemplo, desencadenan la atrofia muscular espinal. El trastorno se caracteriza por la pérdida de neuronas motoras, especialmente en la médula espinal, que causa desgaste muscular y parálisis de las personas afectadas. También se cree que el plegamiento de proteínascausar otras enfermedades, desde diabetes hasta Alzheimer.
Un principio general
Aunque Fischer y sus colegas en Gotinga han aclarado el papel del ribosoma en el ensamblaje de macromoléculas al usar los bloques de construcción del spliceosoma como sistema modelo, los investigadores están convencidos de que este no es un caso aislado ". Tenemos buenas razones para creerque este es un principio general ", dice Chari. Después de todo, también es necesario sintetizar otras macromoléculas en las mismas circunstancias abarrotadas, manteniendo los más altos estándares de seguridad.
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Materiales proporcionado por Universidad de Würzburg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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