Aumenta el poder de la célula – ScienceDaily

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Para llevar a cabo sus múltiples tareas, las células necesitan energía. En las plantas de energía de las células, conocidas como mitocondrias, la energía contenida en nuestros alimentos se convierte en la molécula de ATP. Sirve como una especie de combustible que impulsa la mayoría de los procesos celulares, desde la contracción muscular hasta el ensamblaje de nuestro ADN. El profesor Leonid Sazanov e Irene Vercellino son ahora los primeros científicos en mostrar con precisión cómo se ve un ensamblaje de proteínas esencial para este proceso en las células de mamíferos.

Como un anzuelo

Usando microscopía crioelectrónica, una técnica que permite a los investigadores observar muestras extremadamente pequeñas en su estado natural, la primera autora Irene Vercellino y el profesor Sazanov muestran la estructura exacta del llamado supercomplejo CIII.2CIV. Este conjunto de bloques de construcción de proteínas bombea partículas cargadas, protones, a través de la membrana mitocondrial, que es necesaria para iniciar el proceso de conversión de energía en las células. Por lo tanto, realiza una tarea similar a la batería de arranque de los automóviles. Hasta ahora, este supercomplejo solo se ha descrito en células vegetales y de levadura, donde adopta una forma muy diferente, como han descubierto los investigadores. Para comprender exactamente cómo funciona la producción de energía en células animales como la nuestra, los científicos ahora han examinado de cerca las células de ratones y ovejas y se sorprendieron.

«Nadie podría haber predicho la forma en que funciona SCAF1», dice Sazanov. Estudios anteriores ya han demostrado que la molécula SCAF1 desempeña un papel en el ensamblaje de los dos complejos de proteínas que juntos forman el supercomplejo CIII.2CIV. En lugar de interactuar con los dos complejos de proteínas solo en la superficie, la molécula penetra profundamente en el complejo III mientras está unida al complejo IV. «Es como un anzuelo tragado por un pez. Una vez tragado, no puede salir», explica el biólogo estructural.

Cerca, pero no demasiado

Además, los científicos muestran que el supercomplejo CIII2El CIV adopta dos formas diferentes: una bloqueada y otra desbloqueada o madura. «Todavía faltan partes del Complejo III en su estado bloqueado y la interacción entre los dos complejos es muy íntima», describe Sazanov. Sin embargo, una vez que están completamente ensamblados, los dos complejos se conectan mediante SCAF1 sin interferir entre sí. «Para cumplir con sus tareas, el Complejo III probablemente prefiere estar libre de interferencias en sus movimientos», asume el científico bielorruso-británico.

Al estar ensamblados en un supercomplejo, por otro lado, acelera sus reacciones químicas, lo que tiene grandes beneficios para el animal. Se ha demostrado que los ratones y el pez cebra que carecen de la molécula SCAF1 son significativamente más pequeños, menos aptos y menos fértiles. En su reciente estudio, Vercellino y Sazanov describen el papel de la molécula en la formación del supercomplejo CIII2CIV, que optimiza el metabolismo celular. Fue la pieza final del rompecabezas: junto con sus estudios anteriores, Sazanov y su equipo ahora han determinado las estructuras de todos los supercomplejos en las mitocondrias de mamíferos. Por lo tanto, el equipo está sentando las bases para nuevos tratamientos para la enfermedad mitocondrial.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria. Nota: El contenido se puede cambiar según el estilo y la longitud.

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