Según un equipo de investigadores dirigido por científicos del Penn State College of Medicine, comprender cómo los pequeños motores moleculares llamados miosinas usan energía para alimentar tareas biológicas como contraer músculos podrían conducir a terapias para enfermedades musculares y cánceres.
Las miosinas son proteínas que usan moléculas de ATP de alta energía para realizar trabajos mecánicos como contracciones musculares, motilidad celular y división celular.
En los músculos, las miosinas generan movimiento al interactuar con los filamentos de actina, una vía fibrosa a la que pueden unirse y moverse. Las proteínas producen movimiento en un paso mecánico conocido como el golpe de poder.
Los científicos están interesados en el momento del movimiento de la miosina a lo largo de los filamentos de actina que es impulsado por el golpe de poder, un proceso llamado oscilación del brazo de palanca. Aunque sabían que la miosina divide el ATP en sus productos, fosfato y ADP, duranteeste proceso, el momento preciso y la secuencia de estos eventos no han sido claros.
"Hay millones de moléculas de miosina en una fibra muscular y cada una individualmente genera un desplazamiento", dijo Christopher M. Yengo, profesor asociado de fisiología celular y molecular. "En conjunto, las miosinas generan una gran cantidad de fuerza para contraer el músculo.La pregunta siempre ha sido: ¿cómo funciona esto realmente? ¿Cómo pueden estas pequeñas proteínas motoras generar estos pequeños desplazamientos? "
Para investigar, los investigadores necesitaban observar la generación de fuerza en tiempo real. Conectaron sondas fluorescentes a partes del motor de miosina y observaron cambios de distancia entre los sitios de las sondas brillantes para medir los movimientos de generación de fuerza de la proteína.
Encontraron dos pasos en el proceso: un paso rápido que ocurre antes de la liberación de fosfato y un paso lento antes de la liberación de ADP.
"En nuestro estudio, aprendimos que el movimiento del brazo de palanca 'libera' la liberación de fosfato", dijo Yengo. "Esto significa que la miosina es extremadamente eficiente porque solo avanza a través del ciclo de hidrólisis de ATP cuando genera fuerza y movimiento,"Dijo Yengo.
Los hallazgos fueron publicados en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Estas ideas proporcionan detalles sobre cómo funcionan las proteínas motoras de miosina, y este conocimiento podría avanzar en la comprensión de las enfermedades relacionadas con el movimiento a nivel molecular.
La miosina se ha implicado en ciertos tipos de sordera congénita y de aparición tardía. La proteína juega un papel en la detección de ondas sonoras en el oído interno. Una mejor comprensión de cómo la miosina ayuda a las células a moverse y dividirse podría incluso detener el cáncer en sudice Yengo. Un medicamento que impide que la miosina actúe en las células cancerosas podría evitar que invadan otras células o hagan metástasis en diferentes órganos.
Las enfermedades musculares son el área principal de interés para los investigadores de miosina. Por ejemplo, se cree que las mutaciones de miosina están detrás de una enfermedad hereditaria que hace que las paredes del músculo cardíaco se vuelvan demasiado gruesas o demasiado delgadas. Un error en el momento de la fuerzageneración en el corazón podría explicar la condición.
"Al conocer esa información, podemos diseñar medicamentos para corregir el defecto causado por la mutación", dijo Yengo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro médico Penn State Milton S. Hershey . Original escrito por Scott J. Gilbert. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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