¿Cómo imagina el interior de nuestras células? A menudo, en comparación con pequeñas fábricas, las células encontraron formas inteligentes y sofisticadas de organizar su 'interior'. La mayoría de los procesos biológicos requieren que las células unan a sus 'empleados', como proteínas y ácidos nucleicoscomo el ADN, en el momento adecuado. Los científicos del Centro de Materia Suave y Viva, del Instituto de Ciencias Básicas SII, Corea del Sur, han explicado cómo se forman in vitro las gotitas líquidas hechas de proteínas y ADN., existe un gran interés en comprender los mecanismos moleculares detrás de la creación de tales gotas, ya que está relacionado con algunas enfermedades humanas, como la esclerosis lateral amiotrófica ELA. Los resultados, publicados como un artículo destacado en Revista biofísica , mostró cuánto importa la secuencia de ADN en la formación de tales gotas.
De la misma manera que las paredes dividen una fábrica en departamentos, la célula tiene membranas lipídicas para dividir su espacio en orgánulos. Sin embargo, en los últimos 10 años, los científicos se han dado cuenta de que algunos compartimentos celulares que no están encerrados por membranas también se conocencomo organelos sin membrana, se comportan como densas gotas de líquido. Un poco como un equipo de personas que se reúnen en una oficina de espacios abiertos para realizar un trabajo, estos son ensamblajes dinámicos con tareas específicas. Sin embargo, ¿cómo se ensamblan estos orgánulos sin membrana?, y están influenciados por su contenido aún no está claro.
Para responder a algunas de estas preguntas, los científicos del SII probaron cómo las diferentes secuencias de ADN forman gotitas con una proteína simple hecha de un solo aminoácido repetitivo: la lisina poli-L-lisina. Las dos tienen cargas opuestas para atraer a cada unaotro, pero aún pueden permanecer en la solución.
El equipo del SII comparó el ADN bicatenario y monocatenario. El ADN bicatenario se retuerce en una hélice como una escalera de caracol. Cada paso de la escalera está formado por dos nucleótidos unidos: adenosina con timidina AT y guanina con citosinaGC. Debido a su estructura de hélice, el ADN bicatenario es bastante rígido y a menudo se modela como una varilla rígida. Por el contrario, el ADN monocatenario la mitad de la escalera en dirección vertical, con nucleótidos no apareadoses más flexible
"Fue un momento frustrante hace aproximadamente dos años, cuando queríamos formar un modelo de sistema de gotas que contenía ADN de doble cadena y poli-L-lisina", recuerda Anisha Shakya, la principal contribuyente al estudio ".al agregarse y precipitarse. Por otro lado, el ADN monocatenario formó gotas fácilmente ". Este resultado, aunque frustrante al principio, llevó a Shakya a buscar una explicación más profunda.
Los dos investigadores del SII que participaron en el estudio encontraron que incluso cuando la carga eléctrica general entre dos moléculas de ADN es la misma, la secuencia de ADN determina en última instancia la estabilidad y la apariencia de las gotitas líquidas ". Como la rigidez de las moléculas de ADN puededependiendo de su secuencia de nucleótidos, comparamos las moléculas de ADN con la misma densidad de cambio, pero con una secuencia diferente ", explica John T. King. Por ejemplo, el ADN monocatenario con solo T pudo formar gotas más fácilmente que una solaADN trenzado con solo A's. La razón es que poli T es más flexible que poli A. En concierto, se sabe que el ADN bicatenario rico en A y T es más rígido que un poli GC y requiere eladición de más sales para obtener gotas.
El equipo también demostró que el trifosfato de adenosina ATP, que generalmente actúa como fuente de combustible en las células, facilita la formación de gotas similares a líquidos. Mezclas de poli-L-lisina y ADN bicatenario, que típicamente precipitarían abajas concentraciones de sal, forma fácilmente gotas estables parecidas a líquidos en presencia de ATP.
Esta es una plataforma perfecta para examinar cómo la flexibilidad de los ácidos nucleicos afecta la separación de fases líquido-líquido. "La parte más fascinante es imaginar cómo las células pueden aprovechar esta información dependiente de la secuencia para guiar y regular la separación de fases líquido-líquidoin vivo ", concluye Shakya.
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Materiales proporcionados por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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