Todos los organismos tienen ADN, el material genético que proporciona un modelo para la vida. Las largas moléculas de ADN en forma de doble hélice en las células del cuerpo se traducen primero en moléculas de ARN y luego en proteínas que aseguran el funcionamiento de la célula yorganismo completo. Pero hay grandes partes del ADN que no se usan para producir proteínas. Esto se llama 'ADN basura', porque su función permaneció incierta durante mucho tiempo. Sin embargo, cierto tipo de ADN basura que se encuentra en los mosquitosy que se repite docenas de veces, conocido como 'ADN satélite', ahora se ha demostrado que juega un papel esencial en el desarrollo temprano de los embriones de mosquito.
Investigadores del centro médico de la universidad Radboud publicaron sus hallazgos en la revista científica Naturaleza .
desarrollo temprano
Todos los animales, pero en este estudio específicamente el mosquito de la fiebre amarilla Aedes aegypti, están compuestos por una variedad de tipos de células que forman diferentes tejidos y órganos, todos los cuales se originan a partir de un solo huevo fertilizado. Este es un proceso complejo; en ordenPara garantizar que el óvulo fertilizado se desarrolle con éxito en un embrión, la madre no solo proporciona la mitad del ADN hereditario, sino que también le proporciona al huevo proteínas y ARN adicionales.
Estos ARN y proteínas son adiciones esenciales, porque estas moléculas dirigen las primeras divisiones celulares del óvulo fertilizado. Solo después de que se hayan producido varias divisiones celulares, el futuro mosquito puede producir las proteínas y los ARN que impulsarán un mayor desarrolloAl mismo tiempo, las proteínas y los ARN añadidos por la madre deben descomponerse a tiempo para que no perturben el desarrollo posterior del mosquito.
Orquestación de ARN
Resulta que un cierto fragmento de ADN satelital en el embrión de mosquito naciente es responsable de la descomposición del ARN materno. ¿Pero cómo funciona esto? Investigadores del laboratorio del profesor Ronald van Rij, principalmente entre ellos el candidato a doctorado Rebecca Halbach, descubrió que el ADN tartamudo produce dos pequeñas moléculas de ARN. Esto ocurre durante las primeras etapas del desarrollo embrionario del mosquito. Sin embargo, estas pequeñas moléculas de ARN no producen ninguna proteína. Estos ARN regulan la actividad de otras piezas de ARN que sí lo hacen.codifican proteínas. En este caso, se unirán a las moléculas de ARN de la madre, que luego se descompondrán. Este paso es tan esencial que la ausencia de estos 'ARN reguladores' dará como resultado la presencia continua de las moléculas de ARN de la madre, queinterrumpir el desarrollo posterior del embrión.
Satélites y dinosaurios
Van Rij enfatiza cuán extraordinaria ha sido esta investigación: "Durante este estudio, hicimos algunos descubrimientos completamente inesperados. Aunque el ADN satelital se descubrió por primera vez hace sesenta años, se sabe poco acerca de su función. En este estudio revelamos queen realidad tiene una función muy importante durante una fase crítica de desarrollo "
También se hizo evidente que el mecanismo es bastante antiguo en términos evolutivos. Van Rij: "Junto con investigadores de la Universidad de Wageningen, examinamos un gran grupo de especies de mosquitos. Esto nos mostró que este ADN satélite y los ARN reguladores específicos se originaron alrededorHace 200 millones de años, que fue durante el período Triásico tardío, una era que coincidió con el surgimiento de los dinosaurios. Creo que es genial que estos pequeños ARN hayan permanecido sin cambios durante tanto tiempo. Esto también sugiere específicamente que tienen una función importante."
¿De mosquito a humano?
Existen claras similitudes entre los primeros pasos en el desarrollo embrionario de diferentes especies animales, pero hay grandes diferencias a nivel molecular. Esta pieza particular de ADN tartamudo no se encuentra en humanos, pero es posible que otros ADN satélites jueguenun papel en el desarrollo embrionario de humanos u otros animales.
Antecedentes: un descubrimiento accidental
Esta investigación se basa en un descubrimiento accidental. Aedes aegypti es un mosquito que transmite patógenos importantes, como el virus del dengue y el virus Zika. El grupo de investigación de Van Rij examina cómo los mosquitos transmiten estos tipos de virus ". Hacemos mucha investigaciónsobre el sistema inmune del mosquito contra los virus ", dice Van Rij." Este sistema inmune reconoce el ARN de los virus y lo descompone en pequeños fragmentos. Durante un análisis de los fragmentos de ARN en las células infectadas por virus, los investigadores Pascal Miesen y Rebecca Halbach accidentalmenteTropecé con pequeñas moléculas de ARN que no derivaban del virus. Los pequeños ARN resultaron ser producidos a partir del ADN satélite de la célula misma. Encontramos que esto es tan notable que decidimos investigar más. Después de cinco años de investigación:que fue posible en parte gracias a una subvención de NWO Vici, ahora ha llevado a esto Naturaleza publicación "
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Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Radboud . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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