Una colaboración internacional entre investigadores de Finlandia, Suecia, Reino Unido y EE. UU. Ha capturado ribosomas que traducen el ARN mensajero expresado del genoma mitocondrial heredado por la madre. Utilizando los últimos avances en microscopía crioelectrónica, el grupo descubrió un mecanismo novedoso que utilizan los ribosomas mitocondrialespara la síntesis y entrega de proteínas recién creadas para prevenir un plegado incorrecto prematuro. Las interrupciones en el plegamiento de proteínas pueden provocar enfermedades humanas devastadoras.
Hay un dicho familiar, "Todo está en los genes". Como revela la arqueología moderna, el ADN que codifica los genes se puede encontrar entre los restos de nuestros antepasados y de cualquier organismo, pequeño o grande, que alguna vez vagó por la tierra.El plano genético por sí solo no es suficiente; la vida requiere la expresión y traducción fiel de nuestros genomas. La investigación básica en biología molecular ha revelado con hermosos detalles los mecanismos por los cuales operan estos procesos fundamentales. Uno de estos descubrimientos pioneros fue el de los ganadores del Premio Nobel FrançoisJacob y Jacques Monod, quienes establecieron el paradigma que ahora conocemos como expresión génica celular, mediante el cual la información de nuestro genoma se transcribe, lee y convierte en proteínas funcionales. Desde entonces, investigadores jóvenes y mayores han ido completando los detalles de estas increíblesprocesos para descubrir la complejidad de la biología.
en un estudio reciente publicado en ciencia una colaboración internacional de investigadores, que involucra a los investigadores de la Universidad de Helsinki, el Dr. Brendan Battersby y el Dr. Uwe Richter, se basó en esta tradición al revelar el mecanismo especializado para la traducción del genoma mitocondrial en proteínas.
Dentro de las células que componen los tejidos y órganos de nuestro cuerpo, las mitocondrias compartimentan la descomposición de los nutrientes con oxígeno en la conversión de energía celular. Como resultado, es mejor conocida como la central eléctrica de la célula. Esta función es dependientesobre la expresión fiel del genoma mitocondrial heredado de la madre. Las interrupciones del proceso subyacen a un gran grupo de enfermedades humanas que pueden atacar a cualquier edad, difiriendo en el tejido afectado y la gravedad. A pesar de la importancia, los mecanismos moleculares de estos procesos han permanecido oscurosSin embargo, el gran avance en la obtención de imágenes biológicas provocado por la microscopía crioelectrónica ahora proporciona a los investigadores las herramientas para investigar las funciones de proteínas individuales con una resolución y un detalle sin precedentes.
Al combinar fuerzas con el Dr. Alexey Amunts en la Universidad de Estocolmo y el Instituto Karolinskat y el profesor Antoni Barrientos en la Facultad de Medicina Miller de la Universidad de Miami, el grupo utilizó su conocimiento colectivo para capturar el ribosoma mitocondrial que traduce el ARN mensajero ARNm enuna proteína. La estructura reveló un mecanismo de activación único para evitar que las proteínas recién creadas se doblen prematuramente. Para que las proteínas sean funcionales dentro de nuestras células, se requieren procesos de plegado coordinados para obtener una forma 3D correcta. Las interrupciones en el plegamiento de proteínas pueden tener profundas implicaciones biológicas para todos los organismosy en los humanos conducen a enfermedades devastadoras.
"Obtener una imagen directa de un proceso biológico que investigamos durante varios años mediante herramientas bioquímicas y genéticas es absolutamente electrizante", dice Uwe Richter, primer autor compartido e investigador principal de la Universidad de Helsinki y la Universidad de Newcastle.
"Este estudio destaca el poder y la brillantez de la ciencia básica colaborativa internacional impulsada desde abajo hacia arriba", dice el director de investigación Brendan Battersby, quien es uno de los autores correspondientes. "Existe una tendencia preocupante entre las agencias de financiamiento científico para dirigir la investigacióndesde la cima hacia tareas orientadas a objetivos perseguidas por grandes consorcios, y en el proceso privar los fondos de investigación de los investigadores individuales que son la piedra angular del descubrimiento científico. Los mejores científicos siempre se buscarán entre sí para seguir la creatividad de sus ideas, queel historial demuestra que indudablemente conduce a una innovación real al final ".
"Comprender los detalles finos de estos mecanismos celulares tiene consideraciones importantes para las enfermedades humanas, pero también para los efectos secundarios de los antibióticos comúnmente recetados. La expresión de genes mitocondriales tiene muchas superposiciones con la de las bacterias y, como resultado, muchos antibióticos utilizados para tratar infecciones bacterianastambién puede alterar nuestras centrales eléctricas celulares, lo que explica los efectos secundarios de estos medicamentos. Resolver estas estructuras de ribosomas es fundamental para el desarrollo de nuevos antibióticos eficaces y seguros en el futuro. Al final, esto destaca la importancia de la investigación básica de abajo hacia arriba ycómo sigue impulsando la innovación y no podemos permitirnos perderla ", destaca el Dr. Battersby.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Helsinki . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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