
Una gama de características de zona. Las estructuras primarias de un círculo son proteínas en forma de rosa y lípidos en forma de círculos con dos colas o una cola unida a la proteína. b Las estructuras rosadas y secundarias en las vistas lateral o superior con proteínas en lípidos son círculos, óvalos o hexágonos libres, unidos débilmente y fuertemente unidos a la proteína, respectivamente. c Propiedades terciarias descritas anteriormente bicapa Un foliolo azul y el otro verde. d Las propiedades cuaternarias se describen fusionando y separando zonas. Crédito: Biología BMC (2024) DOI: 10.1186/s12915-024-01849-6
Investigadores de la Universidad de Alberta han descubierto lo que dicen es una pieza faltante del rompecabezas desde que se descifró el código genético por primera vez.
Un código es un conjunto de reglas universales que permiten a los organismos vivos seguir las instrucciones genéticas que se encuentran en el ADN y el ARN para construir proteínas. En una nueva investigación, publicada Biología BMCLa U de A describe una señal unificadora que guía a esas proteínas a unirse a los lípidos para formar membranas, la cubierta que rodea todas las células y componentes celulares.
«Hace sesenta años, los científicos comenzaron a descubrir cómo los genes codifican las proteínas, pero ese no es el final de la historia», dice Michael Overduin, director ejecutivo del Centro Nacional de Resonancia Magnética Nuclear de Alto Campo. «Además del ADN, el ARN y las proteínas, las células vivas necesitan membranas. Sin membranas, es como tener una casa sin paredes».
«Teorizamos que las proteínas fabrican todas las membranas, en lugar de que las membranas se formen por arte de magia, y esa hipótesis resultó ser notablemente útil».
‘Revolución ideológica’
Overduin dice que el código de proteolípidos recientemente propuesto se construyó a partir de conocimientos estructurales proporcionados por nuevas tecnologías y software. Esta teoría proporciona una base para comprender cuestiones fundamentales sobre cómo se dividen, remodelan y regulan las membranas, y cómo se forma la vida durante la concepción, cómo los virus invaden las células y cómo las neuronas envían señales para sentir, pensar y actuar.
«Creemos que esto representa una revolución conceptual similar al descubrimiento del código genético», dice Overduin. «Fuimos los primeros en ver todo el bosque a través de los árboles».
El código de proteolípidos propuesto podría ayudar al desarrollo de fármacos para el cáncer y enfermedades neurológicas como el Alzheimer y el Parkinson, que son causadas por proteínas que interactúan incorrectamente con las membranas, dice Overduin.
«Usando nuestro código, ahora podemos predecir cómo las proteínas se clasifican en las células y se unen a los lípidos, y podemos usar polímeros para cortar secciones de membranas en el corazón o el cerebro y detectar fármacos utilizando los discos resultantes. Los fármacos reales se dirigen a la membrana en lugar de a un ambiente artificial sin lípidos», afirma.
El equipo sugiere cuatro niveles de estructura de membrana, desde el más simple al más complejo. Partiendo del concepto de codones (secuencias de tres nucleótidos consecutivos en una molécula de ADN o ARN que codifican aminoácidos específicos para producir proteínas), el equipo está acuñando el término «lípidos» para describir las reglas de cómo interactúan los conjuntos de lípidos. Las proteínas forman diferentes membranas.
«El lipidón es como un código QR formado por tres moléculas de lípidos reconocidas por las proteínas», explica Overduin. «Estas son proteínas que transportan lípidos a diferentes lugares de la célula para darle a cada membrana su forma y curvatura únicas. Las proteínas pueden unir dos membranas y fusionarlas, o pueden dividir una membrana en dos membranas distintas».
Una nueva mirada a un viejo problema
Overduin reconoce que el código de proteolípidos pone patas arriba la tradición científica y puede ser difícil de aceptar para algunos. Pero así es como se desarrollan las nuevas ideas en la ciencia, argumenta, citando a varios premios Nobel que originalmente fueron descartados por sus ideas novedosas.
«El problema con la ciencia es que a menudo existe una mentalidad de rebaño, y si quieres romper el molde y proponer un nuevo enfoque, hay resistencia», dice.
Overduin dice que el primer autor del artículo, Troy Kerwin, que era estudiante universitario en su laboratorio durante la pandemia de COVID-19, ahora está obteniendo un doctorado. en la Universidad de Oxford.
«Es sorprendente que un estudiante universitario pueda idear un nuevo código que ponga patas arriba la biología y nos permita comprenderla de maneras radicalmente nuevas», dice Overduin. «Este es un gran ejemplo de cómo unos ojos nuevos pueden abordar y resolver un viejo problema que ha desconcertado a los científicos de alto nivel durante décadas».
«Nuestros estudiantes universitarios tienen una enorme energía y entusiasmo, y vienen sin la parcialidad que otros científicos podrían tener», dice Overduin, quien contrata a media docena de investigadores universitarios en su laboratorio cada verano.
Los próximos pasos en la investigación incluyen el uso del código de proteolípidos para comprender mejor las membranas especializadas de las células nerviosas, bacterias, virus y mitocondrias que generan energía para las células.
«Todavía estamos en los primeros días de esta investigación básica en términos de traducirla en formas de ayudar a las personas», dice Overduin.
Más información:
Troya A. Kerwin et al., Las membranas se implementan mediante un código de proteolípidos, Biología BMC (2024) DOI: 10.1186/s12915-024-01849-6
Proporcionado por la Universidad de Alberta.
referencia: Un equipo de investigación descubre un código universal que impulsa la formación de todas las membranas celulares (28 de febrero de 2024) Consultado el 28 de febrero de 2024 en https://phys.org/news/2024-02-team-uncovers-universal-code-formation.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Ninguna parte puede reproducirse sin permiso por escrito, excepto en cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.