La incorporación dirigida de proteínas en la membrana es un proceso vital para el mantenimiento celular; estas proteínas de membrana aseguran el funcionamiento adecuado del metabolismo celular, la comunicación con su entorno y el suministro de energía. Los mecanismos de clasificación de proteínas aseguran que las proteínas de membrana sean específicamente reconocidasentre miles de proteínas diferentes, y se envían a la membrana, donde se necesitan. Un equipo encabezado por Kärt Denks, un candidato a doctorado en el grupo de trabajo del profesor Hans-Georg Koch en el Instituto de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad deFriburgo, describe este mecanismo molecular en detalle en la revista Microbiología de la naturaleza , usando la bacteria intestinal Escherichia coli . Los investigadores demostraron que la partícula de reconocimiento de señal SRP, presente en todos los organismos vivos, identifica las proteínas correctas durante su síntesis.
Las proteínas se sintetizan en los ribosomas, unidades funcionales dentro de la célula, que liberan proteínas a través de un túnel a la parte interna de la célula. Luego se clasifican según un patrón: las proteínas a transportar contienen una secuencia de aminoácidos que sirve como unseñal de reconocimiento para complejos de clasificación celular. SRP es uno de estos complejos. Ocurre en bacterias y en organismos con células nucleadas, y es responsable del reconocimiento de proteínas de membrana. De investigaciones anteriores, los investigadores sabían que SRP reconoce proteínas de membrana incluso antes de queestán completamente sintetizados. Pero hubo un debate sobre cuándo exactamente. Al principio se suponía que la secuencia de señal tenía que haber emergido completamente del túnel de la proteína del ribosoma para que se reconociera la proteína de la membrana. Pero el trabajo posterior indicó que la identificación tuvo lugar mucho antes dela secuencia de señal salió del ribosoma. La nueva investigación de Friburgo lo confirma.
Los investigadores utilizaron una técnica que les permitió examinar los contactos entre el ribosoma y el SRP hasta el nivel de aminoácidos individuales, los componentes básicos de las proteínas. El equipo demostró que el SRP escanea el túnel de la proteína del ribosoma para encontrarproteínas potenciales del sustrato. Cuando reconoce una proteína del tipo correcto, se retrae hacia el final del túnel y coloca su bolsillo de unión para formar un complejo estable con la proteína de membrana. Una vez que lo ha hecho, el SRP comienza el procesode mover el ribosoma sintetizador a su sitio objetivo en la membrana: donde se une a los canales de transporte de proteínas para anclar la proteína en la membrana. Si este reconocimiento temprano falla, si, por ejemplo, los puntos de contacto entre el SRP y el ribosomael túnel se ha modificado genéticamente: las proteínas de membrana se acumulan porque no se pueden colocar correctamente en la membrana. Esto conduce a defectos de división celular.
La investigación revela una nueva complejidad en la interacción entre los ribosomas y los complejos de clasificación de proteínas: el túnel ribosómico, considerado durante mucho tiempo como un tubo pasivo, desempeña un papel clave en la coordinación de los procesos que comienzan durante la síntesis de proteínas.
Hans-Georg Koch es el investigador principal del grupo de capacitación de investigación patrocinado por la Fundación Alemana de Investigación 2202, "Transporte a través y hacia las membranas" y del grupo de capacitación doctoral "MOTI-VATE" de la Facultad de Medicina. También es subdirectorde la Escuela de Graduados de Biología y Medicina de Spemann SGBM.
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Materiales proporcionado por Universidad de Friburgo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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