Investigadores del Biozentrum de la Universidad de Basilea han descubierto un mecanismo de "mecanismo de relojería" que controla la división celular en bacterias. En dos publicaciones, en " Comunicaciones de la naturaleza "und" PNAS , "informan cómo una pequeña molécula de señalización inicia el" reloj ", que informa a la célula sobre el momento adecuado para reproducirse.
La capacidad de los patógenos para multiplicarse en el huésped es crucial para la propagación de infecciones. La velocidad de la división bacteriana depende en gran medida de las condiciones ambientales. En condiciones desfavorables, como la deficiencia de nutrientes, las bacterias tienden a detenerse después de la división y reproducirse más lentamente¿Pero cómo saben las bacterias cuándo es el momento de ingresar a la siguiente ronda de división celular?
Un equipo del Biozentrum de la Universidad de Basilea, dirigido por el Prof. Urs Jenal ha identificado un interruptor central para la reproducción en la bacteria modelo Caulobacter crescentus: la molécula de señalización c-di-GMP. En su estudio actual, publicado enel periódico Comunicaciones de la naturaleza , informan que esta molécula inicia un mecanismo "tipo reloj", que determina si las bacterias individuales se reproducen.
Una molécula de señalización regula el "reloj" en bacterias
Todavía no se conoce bien cuánto tiempo se detiene una célula después de la división y cómo decide participar en la siguiente ronda de división. La molécula de señalización c-di-GMP juega un papel clave en este proceso ". El aumento en la c-El nivel de di-GMP activa las ruedas dentadas individuales del reloj de la célula, una tras otra ", explica Jenal." Estas ruedas dentadas son enzimas llamadas quinasas. Preparan la transición de la célula desde la fase de reposo a la división ".
las enzimas responden a los niveles de c-di-GMP
En condiciones de vida favorables, las bacterias recién nacidas comienzan a producir la molécula de señalización; esto inicia el tictac del reloj. El nivel inicialmente bajo de c-di-GMP activa una primera quinasa. Esto activa la expresión de más de 100 genes, que impulsan la célulahacia la división e impulsar la producción de c-di-GMP.
Los niveles pico resultantes de c-di-GMP finalmente estimulan la última rueda de la maquinaria, también una quinasa. "Con este paso, la célula finalmente decide replicar su ADN y desencadenar la división celular", explica Jenal. "Simultáneamentelos más de 100 genes se desactivan nuevamente, ya que estos solo son importantes para la fase de transición pero obstruyen las etapas posteriores de proliferación ".
Información sobre la activación enzimática mediada por c-di-GMP
En un estudio paralelo, publicado recientemente en PNAS , un equipo dirigido por el profesor Tilman Schirmer, también en el Biozentrum de la Universidad de Basilea, describe cómo c-di-GMP activa la primera rueda dentada del reloj recién descubierto a nivel atómico.
Los investigadores han revelado que los dominios móviles de la quinasa están inicialmente bloqueados en una posición fija. La unión de c-di-GMP libera los dominios, activando así la quinasa para la expresión génica ". En nuestro estudio, hemos descubierto unnuevo modo de activación mediada por c-di-GMP ", dice Schirmer." Una vez más, estamos fascinados por las diversas "estrategias" de esta pequeña molécula para regular los procesos bioquímicos ".
Principio universal en reproducción bacteriana
La sincronización regulada por c-di-GMP del ciclo celular bacteriano por esta molécula de señalización parece ser un mecanismo universal. Los investigadores suponen que este mecanismo permite que las bacterias coordinen con precisión el crecimiento y el desarrollo. La elucidación de este nuevo mecanismo también contribuye aUna mejor comprensión del crecimiento de los patógenos bacterianos.
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Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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