El nucleolo es una estructura se encuentra en el núcleo de la célula y fue descrito por primera vez en los 1830. No se encuentra separada del resto de la célula por una membrana como sucede en con otros orgánulos y estructuras celulares.
En los años ’60 se descubrió que su principal función era ser el lugar donde se ensamblan los ribosomas, que a su vez son los encargados de sintetizar (fabricar) las proteínas.
Desde hace un tiempo, se sabía que las proteínas llamadas chaperonas se mueven dentro del nucleolo en ciertas circunstancias. Se había sugerido que esta reubicación estaba relacionada con la síntesis de proteínas. Sin embargo, este nuevo trabajo muestra que las chaperonas que migran al núcleo están unidas a proteínas sensibles al estrés.
[box type=»info» align=»» class=»» width=»»]Las proteínas chaperonas son un conjunto de proteínas presentes en todas las células, muchas de las cuales son proteínas de choque térmico, cuya función es la de ayudar al plegamiento de otras proteínas recién formadas en la síntesis de proteínas.
Estas chaperonas no forman parte de la estructura primaria de la proteína funcional, sino que sólo se unen a ella para ayudar en su plegamiento, ensamblaje y transporte celular a otra parte de la célula donde la proteína realiza su función. (Wikipedia)
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El nucleolo como lugar de protección y control de calidad de las proteínas
Cuando las células están bajo estrés, las proteínas tienden a plegarse y agregarse. Para evitar que se aglomeren, algunas de ellas se almacenan temporalmente en el nucleolo. Este orgánulo cuenta con unas condiciones biofísicas especiales que previenen que la dañina agregación de las proteínas.
Este es el fruto de la investigación llevada a cabo por Ralf Jungmann, profesor de Física Experimental en LMU y Líder del Grupo de Imagen Molecular y Bionanotecnología en el Instituto Max Planck (MPI) para Bioquímica, en cooperación con F.-Ulrich Hartl y Mark Hipp (ambos basados en el MPI para Bioquímica) que ha sido publicado en Science.
El equipo de F.-Urich Hartl es pionero de la investigación en chaperonas y ya había descubierto que además de lo explicado arriba, las chaperonas son cruciales para el correcto plegamiento de las proteínas y juegan un papel central en el control de calidad de las proteínas.
Si las proteínas no se pliegan correctamente, las formas mal plegadas de las proteínas pueden acumulares y agruparse. Este agregado resultante del mal plegamiento de las proteínas puede observarse muy a menudo en las enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer, Parkinson o Huntington.
Cómo se produjo el descubrimiento
Mark Hipp, miembro del equipo de F. -Ulrich Harlts explica que: «Hemos estado usando la enzima luciferasa como un modelo de proteína durante muchos años para investigar los mecanismos del plegamiento de las proteínas.»
Al fusionar la enzima con una proteína fluorescente, los científicos pueden rastrearla bajo el microscopio y observar si la proteína está correctamente plegada o mal plegada y si forma agregados.
«Pudimos demostrar que el estrés de las células calentándolas a 43 ° C da como resultado el transporte de la proteína luciferasa mal plegada, junto con las chaperonas, al nucleolo».
Para dilucidar los detalles mecánicos de este proceso, los investigadores cooperaron con los grupos dirigidos por Ralf Jungmann, quien desarrolló una serie de técnicas de fluorescencia de alta resolución, y Jürgen Cox (también en el MPI para Bioquímica), quien contribuyó con nuevos métodos de análisis bioinformático.
Juntos pudieron demostrar que la proteína luciferasa mal plegada se comportaba de manera diferente dentro del nucleolo que en el resto de la célula. «En el nucleolo, las proteínas mal plegadas se mantuvieron en un estado similar al líquido en lugar de agregarse», explica Frédéric Frottin, primer autor del estudio. Esto es posible debido a las condiciones biofísicas específicas que prevalecen dentro del orgánulo.
«Las proteínas que generalmente tienden a agregarse se almacenan en una forma menos peligrosa durante el estrés, lo que protege a las células del daño. Una vez que la célula ha tenido tiempo de recuperarse, las proteínas pueden replegarse y liberarse desde el nucleolo», continúa Frottin. En este punto, las células tienen la capacidad de activar otros mecanismos que permiten que la proteína sea reparada o degradada.
Los investigadores también demostraron que este mecanismo de protección falla si el estrés celular dura demasiado. «Este es un nuevo mecanismo que mantiene la integridad de la célula», dice Mark Hipp. El mantenimiento de esta integridad es fundamental para inhibir el desarrollo de la enfermedad y retrasar el proceso de envejecimiento.
