Las mitocondrias son las "plantas de energía" de las células complejas. Para proporcionar energía a la célula necesitan bloques de construcción de proteínas, que se importan desde el exterior. Durante miles de millones de años se han desarrollado las "máquinas de importación de proteínas" necesarias para este proceso.diferente a lo que se suponía anteriormente, como descubrieron los bioquímicos en Berna. Esto también arroja una nueva luz sobre la evolución de las células complejas.
Las mitocondrias están separadas del resto de la célula por dos capas de membrana. Para producir energía, las mitocondrias requieren componentes de proteínas que deben importarse a través de las dos capas de membrana. Dos "máquinas nano de importación" ubicadas en la capa de membrana externa e internason responsables de este proceso. Ahora un grupo de investigación dirigido por André Schneider del Departamento de Química y Bioquímica de la Universidad de Berna, en cooperación con un grupo de la Universidad de Friburgo dirigido por Bettina Warscheid, descubrió que la composición de estas nano máquinas esbastante diferente en parásitos unicelulares en comparación con los humanos.
Como Schneider ya había descubierto en un estudio anterior cf. comunicado de prensa del 26 de marzo de 2015, los parásitos - tripanosomas - han "reinventado la rueda", en cierto modo. En el nuevo estudio demuestran que esto no solose aplica a la "máquina de importación" en la membrana externa de las mitocondrias, pero también a la de la membrana interna, cuya composición inusual ha identificado ahora el equipo de investigación. El supuesto de que las máquinas nano de importación están estructuradas de la misma manera en todas las mitocondrias, independientementesobre si los organismos unicelulares o los humanos ya no son correctos. "Nuestras ideas sobre cómo evolucionaron las mitocondrias, por lo tanto, deben modificarse", dice Schneider. El estudio ha sido publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
como gasolina y motor eléctrico
La mitocondria era originalmente una célula bacteriana simplemente estructurada que fue incorporada por una célula más grande hace unos dos mil millones de años y luego convertida en un compartimento celular. "Además de la aparición de la vida misma, este proceso de transformación fue posiblemente el evento más importanteen evolución ", dice Schneider. Formó la base para el desarrollo de células complejas, de las cuales están hechas todas las plantas y animales, así como muchos microorganismos." Los humanos también consisten en células complejas. Así que, en última instancia, nuestro estudio toca la pregunta: dónde¿De dónde venimos? ", explica Schneider. Un requisito previo central para la aparición de mitocondrias y, por lo tanto, para la evolución de células complejas fue el desarrollo de una eficiente maquinaria de importación de proteínas."
Las hipótesis anteriores suponían que dicho sistema se desarrolló una vez, y después de eso solo se adaptó ligeramente a las condiciones de vida de los organismos respectivos. Sin embargo, los nuevos datos muestran que este no es el caso. Estas nano máquinas de importación están compuestas de 15 proteínas diferentestanto en los tripanosomas como en los humanos, pero con la excepción de tres proteínas, estos constituyentes no muestran ninguna similitud entre ellos.
Este hecho muestra que, excepto por tres componentes básicos, el sistema de importación se reinventó en los tripanosomas. "Por lo tanto, la situación es más o menos comparable con el motor de gasolina y el motor eléctrico, que en principio ambos tienen la misma función, pero se inventaron independientementeel uno del otro y, por lo tanto, también están estructurados de una manera completamente diferente ", dice Schneider. Este descubrimiento ahora demuestra que la primera célula compleja presumiblemente tenía solo un sistema de importación simple, cuya evolución a máquinas nano de importación altamente desarrolladas fue un proceso largo. Así que hoyLos sistemas de importación eficientes que constan de muchos módulos diferentes han evolucionado más tarde de lo que se suponía originalmente, después de que ya se había producido una "especiación" inicial de células complejas.
útil en la lucha contra la enfermedad del sueño
Los tripanosomas no solo son un sistema modelo importante para la investigación básica, sino también de importancia clínica como patógenos que causan la enfermedad del sueño, que es fatal si no se trata. "El sistema de importación de proteínas recientemente descubierto es absolutamente esencial para la supervivencia de los tripanosomas".está estructurado de manera muy diferente al sistema en las mitocondrias humanas, podría ser adecuado como estructura objetivo para la quimioterapia contra la enfermedad del sueño ", dice Schneider. Por lo tanto, debería ser posible encontrar sustancias que inhiban el sistema de transporte de los tripanosomas, sin influir en el demitocondrias humanas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Berna . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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