Las perlas se encuentran entre las creaciones más bellas de la naturaleza, y han sido atesoradas por incontables siglos. Debajo de la superficie iridiscente se encuentra una estructura resistente y resistente hecha de azulejos intrincadamente organizados de carbonato de calcio organizados por un grupo de proteínas que guían su formación y reparación.
Si bien se sabe que las perlas están hechas de carbonato de calcio con un núcleo de matriz orgánica, el papel de las proteínas que modulan la organización de estos cristales, hasta hace poco, no estaba claro.
Investigadores de la Facultad de Odontología de la Universidad de Nueva York NYU Dentistry informaron sobre el papel de dos de esas proteínas, el primer estudio de dos proteínas de este tipo, que regulan los procesos que conducen a la formación de la perla. El estudio fue publicado en línea enJulio en el diario Bioquímica , una revista de la American Chemical Society.
Una perla es un subproducto del mecanismo de defensa de una ostra, formada en respuesta a la lesión del tejido del manto por un irritante, como un parásito o un grano de arena. Las células desprendidas caen en el tejido interno donde se multiplican y forman un saco cerradosimilar a la estructura para sellar los restos lesionados. Esta cavidad se llena con proteínas de la matriz seguidas de minerales.
El mineral consta de dos componentes de carbonato de calcio: una capa prismática interna conocida como calcita y una capa más externa conocida como aragonita o capa lustrosa. Ambas capas son químicamente similares al caparazón de la ostra.
"En el caso de Pinctada fucata, una ostra de perla japonesa que crea perlas preciosas para la industria de las perlas, el proceso de formación de perlas está mediado por una familia de proteínas de 12 miembros conocida como Pinctada Fucata Mantle Gene, o PFMG. PFMG1 y PFMG2 sonparte de este proteoma PFMG que no solo forma la perla, sino que también actúa como 'equipo de mantenimiento' que participa en la formación y reparación del caparazón ", explicó John S. Evans, DMD, PhD, profesor de ciencias básicas y biología craneofacial en NYUOdontología y el autor correspondiente del estudio.
Se sabe poco acerca de estas proteínas, excepto que se expresan en el tejido del manto de la ostra. Usando las versiones recombinantes de PFGM1 y PFMG2, los autores utilizaron varias técnicas de caracterización para estudiar el comportamiento de proteínas y cristales en diversas condiciones que imitan el océanoagua.
"Lo que encontramos es que PFMG1 y PFMG2 se combinan para formar un hidrogel, y dentro de este hidrogel cada proteína juega un papel específico. PFMG2 determina el tamaño de los ensambles de hidrogel y regula la estructura interna de las películas de proteínas, mientras que PFMG1 mejora laestabilidad de pequeños grupos iónicos que se combinan para formar capas de perlas de carbonato de calcio ", dijo Gaurav Jain, PhD, un asociado postdoctoral en el laboratorio del Dr. Evans y autor principal del estudio.
"Sin embargo, una vez que se forman cristales minerales, PFMG1 y PFMG2 trabajan juntos y dan los toques finales a la perla modificando sinérgicamente las superficies de cristal mineral y creando porosidades internas. Las interacciones entre ambas proteínas se ven reforzadas por los iones de calcio posiblemente debido a interacciones entrediferentes dominios de PFMG1 y PFMG2 ", dijo Martin Pendola, PhD, también asociado posdoctoral en el laboratorio del Dr. Evans, coautor del estudio.
"Pearl, que es esencialmente una versión de adentro hacia afuera de la concha del molusco, consta de 95 por ciento de carbonato de calcio y 5 por ciento de matriz orgánica. Esta composición hace que la perla sea aproximadamente 1,000 veces más dura que el carbonato de calcio puro, y uno de losmateriales más resistentes y livianos que se encuentran en un organismo vivo ", dijo Jain.
Esta investigación no solo avanza la comprensión de los mecanismos moleculares subyacentes de la formación de perlas, que podrían tener implicaciones para la calidad y la productividad en la industria de las perlas, sino que también podrían ayudar en el desarrollo de materiales resistentes a la fractura. Estos materiales elásticos podrían tener una variedad deaplicaciones, incluida la fabricación de implantes dentales mejorados, materiales para aplicaciones aeroespaciales o transmisión de energía.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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