En lo que parece ser un desafío inesperado a un hecho de biología aceptado desde hace mucho tiempo, los investigadores de Johns Hopkins dicen que han descubierto que los ribosomas, las máquinas moleculares en todas las células que construyen proteínas, a veces pueden hacerlo incluso dentro delllamadas regiones no traducidas de las cintas de material genético conocido como ARN mensajero ARNm.
"Este es un hallazgo emocionante que genera un nuevo conjunto de preguntas para los investigadores", dice Rachel Green, Ph.D., investigadora del Instituto Médico Howard Hughes y profesora de biología molecular y genética en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns HopkinsEl principal de ellos, agrega, es si las proteínas producidas de esta forma inusual tienen funciones útiles o dañinas y bajo qué condiciones, preguntas que tienen el potencial de ampliar nuestra comprensión del crecimiento de las células cancerosas y cómo las células responden al estrés.
En un resumen de los hallazgos en las células de levadura, que se publicará el 13 de agosto en la revista Celda , Green y su equipo informan que la producción atípica de proteínas ocurre cuando los ribosomas no se pueden "reciclar" cuando alcanzan la señal de "parada" en el ARNm. Por razones aún no entendidas, Green dice que los ribosomas "rebeldes" se reinician sinuna señal de "inicio" y hacer pequeñas proteínas cuyas funciones son desconocidas
Los ribosomas están hechos de moléculas de ARN especializadas primo químico del ADN que trabajan junto con proteínas para leer ARNm con instrucciones y "traducir" su mensaje para crear proteínas. Cada ARNm comienza con un código de "inicio", seguido del modelopara una proteína específica, seguida de un código de "parada". Y luego hay un segmento de código que siempre se ha llamado la "región no traducida", porque los científicos nunca la vieron traducida en proteína.
Pero ya no, según Green y el becario posdoctoral Nicholas Guydosh, Ph.D., quien, junto con un equipo del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano, comenzó el proyecto por curiosidad sobre una proteína de levadura llamada Rli1.
Estudios anteriores habían demostrado que Rli1 puede dividir los ribosomas en sus dos componentes una vez que encuentran un código de detención y ya no son necesarios. Dicen que este proceso de "reciclaje" desactiva un ribosoma de su molécula de ARNm actual para que esté disponible paratraducir otro. Pero no estaba claro si Rli1 se comportó de la misma manera en las células vivas.
Para averiguarlo, los investigadores privaron a las células de levadura vivas de Rli1, prediciendo que la traducción se ralentizaría a medida que los ribosomas se acumularan en los códigos de parada. Para "ver" dónde estaban los ribosomas, el equipo agregó una enzima a las células que masticarcualquier ARN expuesto. El ARN unido por los ribosomas estaría protegido y luego podría aislarse e identificarse. Como se predijo, el agotamiento de Rli1 aumentó el número de ribosomas en los códigos de parada. Pero también vieron evidencia de ribosomas en la región no traducida,lo cual llamaron una sorpresa.
Para averiguar si los ribosomas en realidad estaban leyendo de la región no traducida para crear proteínas, el equipo insertó un código genético en esa región para una proteína cuya cantidad podían medir fácilmente. Las células con Rli1 no produjeron la proteína, pero faltaban célulasRli1 lo hizo, lo que demuestra que sus ribosomas eran realmente activos en la región no traducida.
Otros experimentos mostraron que los ribosomas no solo continuaban la traducción más allá del código de detención para crear una proteína extra larga. Primero liberaron la proteína codificada regularmente como de costumbre y luego comenzaron la traducción nuevamente cerca.
"Parece que los ribosomas se cansan de esperar a ser desarmados y deciden volver a trabajar", dice Guydosh. "El trabajo de producción de proteínas que aparece justo frente a ellos está en la región no traducida".
Como se señaló, se desconoce el propósito de estas proteínas pequeñas, pero Green dice que una posibilidad surge del hecho de que los ribosomas aumentan en la región no traducida cuando la levadura está estresada por la falta de alimentos ". Es posible que estas proteínas pequeñas realmente ayudenla levadura responde al hambre, pero eso es solo una suposición ", dice ella.
Debido a que los ribosomas son esenciales para crear nuevas proteínas y crecimiento celular, Green señala que los científicos creen que la velocidad a la que las células se replican está determinada, al menos en parte, por cuántos ribosomas tienen. Las células que carecen de Rli1 no pueden crecer porque sus ribosomasestán ocupados en códigos de parada y en regiones no traducidas. Por lo tanto, las células cancerosas aumentan sus niveles de Rli1 para crecer rápidamente
"No entendimos anteriormente lo importante que es el reciclaje de ribosomas para la traducción adecuada del ARNm", dice Green. "Sin ella, los ribosomas se distraen de su trabajo habitual, que es crucial para el mantenimiento y el crecimiento celular normal. Este hallazgo se abre"preguntas que ni siquiera sabíamos hacer antes "
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Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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