Puede parecer que los humanos tienen poco en común con la célula de levadura humilde. Los humanos tienen cabello, piel, músculos y huesos, entre otros atributos. La levadura no tiene nada de eso.
Pero además de sus diferencias obvias, la levadura y los humanos, y gran parte de la vida en realidad, tienen mucho en común, especialmente a nivel celular. Una de estas características comunes es la enzima que nuestras células usan para hacer copias de ARN de secciones denuestro ADN. La enzima se desliza a lo largo de una cadena de ADN que ha sido desempaquetada del cromosoma en el que reside, para "leer" el código genético, y luego ensambla una cadena de ARN que contiene el mismo código. Este proceso de copia, conocido como transcripción, es lo que sucede a nivel molecular cuando un gen se activa en un organismo. La enzima responsable de la misma, la ARN polimerasa, se encuentra en todas las células eucariotas células con núcleo y es esencialmente la misma en todas ellas, ya sealas células son de una secoya, una lombriz de tierra, un caribú o un hongo.
Sin embargo, ese hecho ha presentado un misterio para los científicos: aunque el ADN en una célula de levadura es diferente en muchos aspectos del ADN en una célula humana, la misma enzima puede trabajar con ambos. Ahora, un equipo de investigadores de Caltechha descubierto una forma en que esto sucede.
En un documento que aparece en la edición del 15 de julio de célula molecular , el equipo, que incluye a Paul Sternberg, Bren Professor of Biology y el estudiante de posgrado Porfirio Quintero Cadena, muestra que la enzima está biológicamente adaptada para que coincida con diferentes tipos de ADN mediante la adición de una cola de aminoácidos los aminoácidos sonbloques de construcción de proteínas y enzimas cuya longitud se correlaciona con la longitud del ADN con el que trabaja la enzima. Cuanto más largo es el ADN, más larga es la cola del aminoácido.
"Una pregunta interesante ha sido cómo la amplia gama de especies molecularmente diversas en la Tierra puede utilizar el mismo mecanismo de activación de genes", dice Quintero Cadena. "Específicamente, porque este mecanismo requiere que dos partes de una molécula de ADN se unan, debería ser más difícil para las especies con largas moléculas de ADN transcribir genes "
Para imaginar cómo las colas de aminoácidos ayudan a las enzimas a trabajar con dos piezas de una larga molécula de ADN, ayuda imaginar las colas y el ADN como piezas de Velcro, con la enzima que consta de dos mitades de Velcro que se unen en una sección complementariade ADN. Para comenzar a transcribir el ADN en ARN, las dos mitades deben "encontrarse" y vincularse. Este proceso de vinculación es en realidad bastante arbitrario. Las dos piezas de ADN se mueven al azar dentro de la célula hasta que suceden.chocar entre sí.
Las colas de aminoácidos más largas no aumentan las posibilidades de esos encuentros aleatorios, pero hacen que las enzimas sean más "pegajosas", por lo que cuando chocan entre sí, es más probable que permanezcan juntas.
Sin embargo, esa no es la única forma en que las colas de aminoácidos ayudan en la transcripción del ADN. Quintero Cadena dice que al unir más enzimas, las colas a veces también pueden crear un orgánulo sin membrana, esencialmente una zona dentro de la célula donde se realiza la transcripción del ADNlocalizada. Generalmente, cada orgánulo de una célula puede considerarse como un objeto discreto que está rodeado por su propia membrana, una que contiene su contenido. Sin embargo, la investigación del equipo muestra que cuando se trata de polimerasa, sus colas ayudan aenzimas para reunirse en un lugar sin necesidad de ser contenidas por una membrana. Esto se debe a que las colas de aminoácidos unidas a la enzima polimerasa tienen una mayor afinidad por otras colas de aminoácidos que por el fluido que llena la célula.no muy diferente de cómo el aceite que se ha mezclado en agua se separará y se juntará en sus propias gotas.
Sin embargo, Quintero Cadena agrega que, a diferencia del aceite, que no tiene afinidad por el agua, la célula puede adaptar químicamente las colas de aminoácidos para que tengan tanta o tan poca afinidad por otros contenidos celulares como sea necesario. Esto permite que la célula se ajustequé tan fuerte se juntan las enzimas entre sí.
Quintero Cadena dice que estos descubrimientos proporcionan una idea más clara de cómo se activan los genes en una célula y cómo la misma maquinaria celular se ha adaptado a través de la evolución para funcionar en organismos muy diferentes.
"En el corto plazo, esto cambia sutil pero importantemente la caricatura en nuestras cabezas de cómo las moléculas interactúan para activar un gen", dice. "A largo plazo, una mejor comprensión de la activación del gen pinta una imagen más completa deel funcionamiento interno de una célula, que puede ayudarnos a comprender cómo las cosas que salen mal en una célula pueden contribuir a las enfermedades y, en general, a comprender cómo cambian las células con el tiempo para adaptarse en diferentes entornos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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