Se requiere coordinación para ejecutar una célula. ¿Cómo saben las moléculas que se mueven en el interior oscuro de la célula cómo y cuándo entrar en contacto entre sí? Las ataduras de proteínas ofrecen nuevas pistas, según una investigación de la Universidad Philips de Marburg, Alemania.
Están saliendo a la luz las formas en que los orgánulos y las proteínas se conectan en el lugar y momento adecuados. Un enfoque consiste en encerrar las moléculas entre sí dentro de compartimentos llamados condensados, gotas y motas. Al igual que oficinas o cubículos donde los empleados pueden hablar en voz baja, estos espacios temporales permiten que las moléculas se comuniquen en paz («Caltech encuentra un papel asombroso para el ADN no codificante»).
Otro método para coordinar partes móviles implica correas. Algunas máquinas moleculares utilizan «dos brazos» para unir otras moléculas u orgánulos. Visualice a una persona tomando la mano del extraño y su otra mano agarrando el pomo de la puerta, llevando al extraño a donde necesita estar. Muchas máquinas de proteínas tienen un sitio de unión crítico para sus objetivos, pero estas máquinas de unión de «afinidad dual» contienen dos sitios de reconocimiento distintos en diferentes dominios que reconocen objetivos separados que deben unirse. Estas máquinas multitarea están brillantemente diseñadas para promover el compañerismo para una comunicación efectiva en una ciudad celular.
Desde hace mucho tiempo se conoce un fenómeno similar en la traducción del ADN. Un conjunto de moléculas llamadas aminoacil-ARNt sintetasas unen las moléculas dispares. Una sintetasa detecta el anticodón en su ARN de transferencia compatible (ARNt) y luego coloca el aminoácido correspondiente en el extremo opuesto. Como un traductor de idiomas, cada sintetasa debe conocer dos idiomas (el código del ADN y el código de la proteína) para alinear el ARNt con el aminoácido correcto. Cuando el ARNt activado ingresa al ribosoma, su base anticodón se empareja con el codón complementario del ARN mensajero en un extremo y su base de aminoácido se empareja con la cadena polipeptídica en crecimiento en el otro extremo. Este es un maravilloso ejemplo de conocimiento multitarea y de doble función. ¿Pero esto es todo?
Otro ejemplo de doble función
Un equipo de 15 investigadores publica Más biología La autora principal, Elena Bittner, de la Universidad Phillips, y sus colegas de Berkeley y Howard Hughes, informan sobre un caso de una máquina multifuncional que une diferentes objetivos, en este caso, peroxisomas con mitocondrias o el retículo endoplasmático (ER). Puede que este no sea el único caso de «proteínas que transportan señales de doble objetivo» que actúan como ataduras entre orgánulos, dice:
peroxisomas son órganos asociados funciones críticas En el metabolismo oxidativo. Para apuntar correctamente Para los peroxisomas, las proteínas requieren señales de dirección especializadas. Un misterio en el campo es la clasificación de las proteínas lleva la señal objetivo a los peroxisomas y otros orgánulos, como las mitocondrias o el retículo endoplásmico (RE). Al explorar varias de estas proteínas en sistemas modelo de hongos, observamos que Pueden actuar como ataduras Para crear sitios de contacto.
Tenga en cuenta que encontraron esto en la levadura, el más simple de los eucariotas.
lo mostraremos Saccharomyces cerevisiae Esto es Método de anclaje incluye Maquinaria de importación de peroxismoEl Estructura del encuentro ER-mitocondrias. (ERMES) en las mitocondrias y entrada guiada de proteínas basadas en la cola (GET) ruta en la sala de emergencias.
¿Por qué es esto significativo?
Nuestros hallazgos introducen Un concepto previamente inexplorado de cómo las proteínas de doble afinidad puede hacer Regula la unión y la comunicación de los órganos..
Inexplorado anteriormente: esto suena como un punto de inflexión. ¿Cómo funciona este sistema de «tethering»? Después de mostrar todo el trabajo bioquímico del equipo, demostrando el potencial de doble objetivo, lo ilustraron en su artículo de acceso abierto con un diagrama simplificado en la Figura 10. Como siempre, incluso en una forma simplificada, el sistema incluye varios elementos más. El resultado se describe de la siguiente manera:
Lo encontramos Diferentes proteínas con señales dirigidas a 2 orgánulos. La proximidad de estos órganos puede afectar. Esta conclusión está respaldada por una hipótesis diferente. Proteínas de doble afinidad puede actuar como disparador de contacto proteínas (Figura 10) … Aunque las proteínas de doble afinidad presentan un desafío para mantener la identidad de los orgánulos, Es ideal para respaldar las interacciones de los orgánulos mediante la unión a factores de destino y la maquinaria de translocación unida a la membrana de varios orgánulos. Las proteínas de doble objetivo parecen concentrarse en regiones de contacto con orgánulos, que pueden coincidir con regiones de baja identidad.
Dentro de las mitocondrias ya conocemos a TIM y TOM, guardianes de canales que controlan las credenciales de las proteínas que ingresan a las membranas externa e interna del orgánulo. (Los autores señalan que estas proteínas translocasas están «conservadas evolutivamente»). Pero fuera de la mitocondria, las proteínas que necesitan entrar o salir deben encontrar el camino hacia los guardias. Ahí es donde entran en juego las «proteínas de doble afinidad».
¿Cómo se ven las ataduras?
Ptc5 es una de estas proteínas de anclaje, «que contiene señales de dirección en extremos opuestos a las mitocondrias y los peroxisomas». Su señal de direccionamiento de peroxisoma (PTS) marca el peroxisoma en un extremo y su señal de direccionamiento mitocondrial (MTS) marca el TOM en el canal mitocondrial. Al experimentar con sus mutantes y proteínas y chaperonas asociadas, los investigadores confirmaron que Ptc5 une los peroxisomas a las mitocondrias. Además, su actividad depende de la necesidad. «En conjunto», escriben, estos datos demuestran que la unión mediante proteínas de doble afinidad es un proceso regulado y depende del estado metabólico de la célula». Esto sugiere una capacidad adicional para detectar la demanda metabólica fluctuante.
El autor no tuvo mucho que decir sobre la evolución. Como siempre, hubo mucha especulación.
Si bien muchas proteínas de membrana peroxisomales pueden dirigirse a los peroxisomas sin translocarse a través del RE, varias proteínas de membrana peroxisomales han evolucionado sintetizar muy cerca del RE y Puede desplazamiento de ella.
Excepto que TOM y TIM están «conservados evolutivamente», deberían haber dado a Darwin.
Una nueva clase de coordinadores de actividades.
que amargo y otros. Identificaron un posible desencadenante de un cambio de paradigma en los métodos que utilizan las células para ensamblar componentes.
Concluimos que Bienes de doble propósito contiene Un grupo diverso e impredecible de ataduras, Es probable que la unión se mantenga hasta que pueda acceder a los factores objetivo en los órganos asociados. Acoplamiento del tráfico de proteínas y membranas. Hay Un principio general en la vía secretora y esto también puede ocurrir con los peroxisomas en varios sitios de contacto.
Y entonces, ¿qué nos espera? Defensores del diseño en bioquímica y biología molecular, ¡jueguen al Tetherball! He aquí un área potencialmente fructífera para nuevas innovaciones.
Proteínas de doble objetivo y cómo su reorientación afecta el flujo de moléculas distintas de las proteínas, por ejemplo, lípidos de membrana. sigue siendo un tema para futuras investigaciones.
