La complejidad de las estructuras moleculares en la célula es asombrosa. Después de haber logrado un gran éxito al dilucidar estas estructuras en los últimos años, los biólogos ahora están asumiendo el siguiente desafío: descubrir más sobre cómo se construyen. Un nuevo proyecto de investigación ahora proporcionaconocimiento de un proceso de construcción muy inusual en el parásito unicelular Trypanosoma brucei.
Las células consisten en una multitud de estructuras moleculares, algunas de ellas exhiben una complejidad asombrosa. Los ribosomas, las fábricas de proteínas de la célula, pertenecen a los complejos más grandes y sofisticados y están formados por ARN y una gran cantidad de proteínasExisten en todos los seres vivos y se consideran una de las máquinas celulares que ha cambiado menos en todas las etapas de la evolución. Pero hay excepciones: en las mitocondrias, los orgánulos celulares que sirven como plantas de energía, los ribosomas se ven considerablemente diferentes.
Una maquinaria extensa
Los científicos no solo están interesados en la estructura y función de tales ribosomas, sino también en el "proceso de construcción": ¿cómo manejan las células el ensamblaje de estas estructuras complejas? ¿Y cómo difieren estos métodos de construcción para diferentes estructuras?Está claro que se necesita una amplia maquinaria celular para garantizar un ensamblaje uniforme de todos los ladrillos de construcción. Esta maquinaria celular responsable del ensamblaje de ribosomas en las mitocondrias aún no se ha descrito. Ahora, los investigadores del grupo André Schneider de la Universidad de Berna yEl grupo Nenad Ban de ETH Zurich, investigó el proceso de ensamblaje del ribosoma mitocondrial utilizando el parásito unicelular Trypanosoma brucei. Pudieron seguir el proceso de construcción e identificar la maquinaria celular asociada dedicada a ensamblar estos mitoribosomas. Dado que T. brucei causa enfermedades apenas tratablesincluyendo la enfermedad del sueño, los resultados podrían conducir a nuevas terapias. El proyecto fue posible by el Centro Nacional de Competencia en Investigación "ARN y Enfermedades", que estudia el papel del ARN en los mecanismos de la enfermedad.Los hallazgos se han publicado ahora en " ciencia . "
Elementos desconocidos en el "negocio de la construcción"
El parásito Trypanosoma brucei se usó como sistema modelo ya que sus mitoribosomas son particularmente complejos y, por lo tanto, es probable que requieran muchos pasos de ensamblaje. Los investigadores pudieron seguir todos estos pasos en detalle. "Hemos encontrado diferencias fascinantes", dice Moritz Niemanndel Departamento de Química y Bioquímica de la Universidad de Berna, coautor: en los ribosomas mitocondriales, el ARN puede considerarse como el acero en el hormigón armado, mientras que en otros ribosomas puede considerarse que desempeña un papel estructural clave como en las estructuras basadas en hierrocomo la Torre Eiffel. El análisis mostró que el ensamblaje de mitoribosomas en T. brucei se realiza a través de la formación de varios intermedios de ensamblaje. También involucra una gran cantidad de proteínas que forman un enorme andamiaje adaptativo alrededor del mitoribosoma emergente que no está presente en elestructura completa Martin Saurer del Departamento de Biología de ETH Zurich y primer autor, dice que muchas de estas proteínas eran desconocidasn en el "negocio de la construcción". "La microscopía crioelectrónica no solo nos permite visualizar complejos conocidos sino también descubrir y describir un proceso celular completo: el sitio de construcción y la maquinaria involucrada en el ensamblaje de los ribosomas mitocondriales", agrega.Moritz Niemann estaba especialmente desconcertado por el enorme esfuerzo que la célula está haciendo en esto: "Hasta una cuarta parte de todas las proteínas en la mitocondria son componentes de los mitoribosomas o se requieren para construirlos".
Una mejor comprensión conduce a nuevas terapias
Dado que varias de las proteínas de ensamblaje tienen semejanzas en otros organismos, los investigadores creen que los conocimientos obtenidos proporcionan información general para comprender mejor la maduración ribosómica en todos los organismos. Y como todas estas proteínas son esenciales para el funcionamiento de la célula, estaslos hallazgos podrían ser útiles para desarrollar terapias contra T. brucei y parásitos relacionados que causan muchas enfermedades devastadoras en humanos y animales.
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Materiales proporcionado por Universidad de Berna . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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