Un sistema modelo que puede interpretar el papel de las proteínas entrecruzadas.
(Crédito: Technical University Munich)
Un nuevo sistema modelo del citoesqueleto (esqueleto celular) de células vivas se parece a un mini-laboratorio diseñado para explorar la manera en que la estructura funcional de las células se ensambla.
El físico Volker Schaller y sus colegas de la Universidad Técnica en Munich, Alemania, presentó una hipótesis relacionada con la auto-organización. Se apoya en el descubrimiento de una red homogénea de proteínas que, sujeta a presión generada por motores moleculares, se compacta en fibras altamente condensadas.
La maquinaria contráctil dentro de las células es sin duda el ejemplo más prominente de la habilidad de las células para convertir proteínas celulares auto-organizadas en estructuras funcionales altamente ordenadas involucradas en la división o migración celular, por ejemplo.
Los investigadores intentan elucidar cómo tales estructuras altamente auto-organizadas emergen de una colección menos ordenada y homogénea de proteínas llamadas filamentos de actina -uno de los principales andamiajes de proteína en células hechas de biopolímeros– y motores moleculares asociados. Este último ejerce fuerza al presionar a lo largo del filamento, un proceso que consume energía.
Schaller y sus colegas desarrollaron un modelo mínimo del esqueleto celular, conformado por filamentos de actina unidos por proteínas entrecruzadas y motores moleculares. Descubrieron que este sistema mínimo es suficiente para reproducir procesos similares de auto-organización observados en la naturaleza.
En particular, mostraron que una red homogénea de filamentos de actina unidos por la proteína de entrecruzamiento α-actinina puede rápidamente ser reorganizada por proteínas de motores moleculares. Se contrae para formar un grupo compacto de fibras altamente heterogéneo consistente de millones de filamentos individuales, parecido a las estructuras de entramado dentro del esqueleto celular.
Los científicos igualmente notaron que la eficiencia de este proceso de reorganización, y por lo tanto la longitud de escala de las fibras creadas, depende directamente de la actividad motora. Las fibras van de 5μm a 100μm de longitud para baja y alta actividad motora respectivamente.
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