Como unidad básica de la vida, la célula es uno de los componentes más cuidadosamente estudiados de todos los organismos vivos. Sin embargo, los detalles sobre procesos básicos como la forma de las células han seguido siendo un misterio. Trabajando en la intersección de la biología y la física, los científicosen la Universidad de California en San Diego han hecho un descubrimiento inesperado en la raíz de la formación celular.
Como se informó en el diario Celda el 8 de febrero de 2018, los biólogos Javier López-Garrido, Kit Pogliano y sus colegas de la UC San Diego y el Imperial College de Londres descubrieron que el ADN desempeña un papel arquitectónico inesperado en la formación de las células de las bacterias.
Al estudiar la bacteria Bacillus subtilis, los investigadores utilizaron una variedad de experimentos y tecnologías para revelar que el ADN, más allá de servir para codificar información genética, también "bombea" células bacterianas.
"Nuestro estudio ilustra que el ADN actúa como el aire en un globo, inflando la célula", dijo López-Garrido, científico asistente de investigación en la División de Ciencias Biológicas de UC San Diego y primer autor del estudio. "El ADN es mejor conocido por serla molécula con información genética, pero cada vez es más obvio que hace otras cosas que no están relacionadas con eso ".
Los investigadores dicen que los resultados podrían tener relevancia en las células humanas en términos de cómo se generan y forman, así como ayudar a explicar los procesos mecánicos básicos y la estructura del núcleo y las mitocondrias. Los resultados también podrían permitir a los científicos tenervislumbrar los orígenes de la vida celular en sí. Las células bacterianas modernas han desarrollado una variedad de mecanismos para controlar su presión interna, dijo López-Garrido. Sin embargo, esos mecanismos estaban ausentes en las células primitivas en los albores de la vida en la tierra.puede inflar una célula y permitir a los científicos lograr una mejor comprensión de la fisiología de las primeras células del planeta.
"Los biólogos tienden a pensar que el crecimiento celular sigue vías biosintéticas normales, pero encontramos una vía que no es normal, ya que no depende de los procesos normalmente necesarios para el crecimiento", dijo Pogliano, profesor de la Sección de MolecularBiology y el autor principal del artículo. "Todo lo que necesita para que esta célula crezca es inflarla con ADN y sus iones asociados cargados positivamente, y la capacidad de producir más membrana para que la célula pueda crecer. Parece que no se necesita nada más."
Los investigadores emplearon microscopía fluorescente de lapso de tiempo para rastrear metódicamente la formación de células en Bacillus subtilis a través de un proceso conocido como esporulación. Durante este proceso, las células se dividen en una célula madre y una célula más pequeña, o esporas. También utilizan tomografía crioelectrónica para capturarprimeros planos extremos del proceso, los investigadores presenciaron las células madre inflando la espora con ADN en un proceso de estiramiento e hinchazón, que finalmente condujo a una nueva célula en forma de huevo.
"Es sorprendente cómo estamos comenzando a arañar la superficie de cómo la física impacta a los organismos vivos", dijo Pogliano. "Este es un ejemplo único de una propiedad biofísica muy simple que afecta la forma de la célula e ilustra el valor de los físicos que trabajan en estrecha colaboración conbiólogos. Comprender cómo se cruzan la física y la biología es un área enorme para el crecimiento futuro ".
Los coautores del estudio incluyen a Nikola Ojkic y Robert Endres de Imperial College; y Kanika Khanna, Felix Wagner y Elizabeth Villa de UC San Diego.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :