Investigadores de Charité - Universitätsmedizin Berlin han podido demostrar cómo, a nivel molecular, una proteína específica permite que las señales de luz se conviertan en información celular. Sus hallazgos han ampliado nuestra comprensión de la forma en que las plantas y las bacterias se adaptan a los cambiosen condiciones de luz, que regulan procesos esenciales, como la fotosíntesis. Su investigación ha sido publicada en la edición actual de Comunicaciones de la naturaleza .
Los fitocromos son proteínas responsables de convertir la luz en información celular. Encontrados en plantas, hongos y bacterias, estos fotorreceptores usan la luz para regular los procesos fisiológicos fundamentales. Los fitocromos contienen una molécula de tetrapirrol sensible a la luz conocida como cromóforo, que cambia su forma.cuando se expone a la luz de una longitud de onda muy específica. La proteína detecta estos cambios e implementa reordenamientos estructurales adicionales. Las vías de activación y desactivación activadas en respuesta a la luz provocan que el fitocromo experimente un complejo proceso de transformación estructural.
Los investigadores del Instituto de Física Médica y Biofísica de Charité pudieron arrojar luz sobre las transformaciones estructurales que tienen lugar. Los investigadores utilizaron la cristalografía de rayos X para determinar la estructura 3D de un fotorreceptor de fitocromo adaptado a la oscuridad y luego compararon esta estructura consu estado adaptado a la luz. Para hacer esto, los investigadores comenzaron creando una forma cristalina de la proteína, que luego irradiaron con rayos X. Mediante el análisis estructural de proteínas, los investigadores pudieron calcular la posición de los átomos dentro de la molécula.de su trabajo muestran la contribución de aminoácidos individuales en la activación y desactivación inducida por la luz de estas proteínas. "Nuestra investigación ha proporcionado datos estructurales fundamentales, que mejorarán nuestra comprensión de la forma en que las señales ambientales se transmiten a un organismo. Estas sonideas importantes, especialmente si esperamos estar en condiciones de utilizar fotorreceptores para futuras aplicaciones clínicas ".explica el investigador principal del estudio, el Dr. Patrick Scheerer.
Una aplicación potencial sería en el campo de la oncología, donde los fotorreceptores podrían usarse para visualizar tejidos cancerosos. Esta aplicación particular se basaría en su capacidad para absorber y emitir luz en las regiones rojas e infrarrojas cercanas del espectro visible.Dado que la luz infrarroja cercana tiene una mayor profundidad de penetración en los tejidos humanos, los fitocromos podrían usarse para visualizar células de tejido más profundas de una manera no invasiva y sin efectos secundarios. Los fotorreceptores también podrían ser adecuados como herramientas controladas por la luz,que podría usarse para tratar enfermedades genéticas a nivel molecular. Con el fin de explorar estas posibles aplicaciones, el Dr. Scheerer y su equipo esperan utilizar futuros estudios de investigación para comprender mejor la fluorescencia de fitocromo otra propiedad de estos fotorreceptores,así como explorar otros aspectos de su transformación estructural.
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Materiales proporcionado por Charité - Universitätsmedizin Berlín . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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