El envejecimiento, los trastornos neurodegenerativos y las enfermedades metabólicas están todos relacionados con las mitocondrias, estructuras dentro de nuestras células que generan energía química y mantienen su propio ADN. En un descubrimiento fundamental con implicaciones de largo alcance, los científicos de la Universidad de California, Davis, ahora muestrancómo las células controlan la síntesis de ADN en las mitocondrias y la acoplan a la división mitocondrial.
El trabajo se publica el 15 de julio en la revista ciencia .
"Esto tiene implicaciones muy profundas para la enfermedad humana", dijo Jodi Nunnari, profesora y directora de biología molecular y celular en UC Davis y autora principal del artículo.
Las mitocondrias retienen su propio ADN del pasado muy lejano, cuando eran un tipo de bacteria que se movió a otras células y nunca se fue. Todas las células eucariotas, en plantas, animales y hongos, contienen mitocondrias, que permiten respirar oxígeno.organismos para obtener energía de la respiración.
En las células humanas, las mitocondrias son tubos alargados y serpenteantes, con cientos a miles de copias de su único cromosoma punteado, empaquetado en una estructura llamada nucleoide. Mientras que el ADN en el núcleo de la célula proviene de ambos padres, su ADN mitocondrial esheredado solo de tu madre.
Si bien la división del ADN en el núcleo de la célula está estrechamente controlada, la síntesis y división del ADN mitocondrial es "mucho más relajada", dijo Nunnari.
¿Cómo decide la célula dónde deben ir todas las copias del ADN mitocondrial? ¿Y cómo se organiza su división, si es así?
Los puntos de contacto son cruciales
La investigadora postdoctoral Samantha Lewis, con la estudiante universitaria Lauren Uchiyama, utilizó la microscopía con tintes fluorescentes para marcar las mitocondrias, sus cromosomas y el retículo endoplásmico, una red de tubos que se extiende por toda la célula.
Descubrieron que los cromosomas mitocondriales en división se ubicaban en puntos donde el retículo endoplásmico toca el exterior de una mitocondria. Estos también se convirtieron en los puntos donde las mitocondrias se dividieron en dos descendientes, un proceso que requiere una especie de lazo de proteína alrededor del organelo que se aprietahasta que se divida
"El retículo endoplásmico entra en contacto con la mitocondria, y donde entran en contacto es donde se dividen", dijo Nunnari.
El contacto entre los dos orgánulos "autoriza" el ADN mitocondrial para copiar y dividir, dijo Nunnari. Esta división del ADN está a su vez espacialmente unida a la división del mitocondrio en sí y a la distribución del ADN hijo alrededor de la célula.
"Hay cientos de puntos de contacto alrededor de la célula que determinan dónde se lleva a cabo la división y cómo se distribuyen las mitocondrias, pero la división se produce preferentemente en el subconjunto de contactos donde se copia el ADN mitocondrial", dijo Nunnari. "Muestra que hay unorden superior a esto, no es simplemente aleatorio "
El descubrimiento tiene amplias implicaciones para comprender las funciones celulares, el envejecimiento y una amplia gama de enfermedades. Nunnari señaló que se originó completamente de la investigación fundamental.
"No llegamos a esto al estudiar ninguna enfermedad específica, es una investigación basada en el descubrimiento", dijo. "Pero esto tendrá un gran impacto en la salud humana".
El trabajo fue financiado por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, parte de los Institutos Nacionales de Salud.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Davis . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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