Se necesitan interacciones inesperadas de proteínas para construir flores Ars Technica

Pros y contras de las horas extraordinarias Asumir un trabajo adicional además de trabajar a tiempo completo es objeto de acalorados debates. Pero en biología, las horas extraordinarias no son infrecuentes, ya que las proteínas individuales a menudo realizan múltiples funciones. Durante muchos años, los científicos han sabido que una proteína de órgano floral inusual (OVNI) parece generar una iluminación adicional.

Según la estructura de la proteína, se cree que su función en las plantas apunta a las proteínas para su destrucción. Pero también funciona con proteína de hoja (LFY) para ayudar a la formación de flores. Un equipo de científicos de Francia ahora ha arrojado luz sobre cómo esta proteína realiza dos funciones.

Flores y ovnis

Cuando se trata de la formación de flores, la proteína foliar (LFY) es un factor real. Las flores se construyen a partir de partes llamadas sépalos, pétalos, estambres y carpelos, dispuestas en verticilos. La proteína LFY, actuando sola o en combinación con otras proteínas, es la encargada de activar los genes necesarios para la formación de cada una de estas partes. LFY se combina con UFO para ayudar a formar los pétalos y estambres.

De acuerdo con la estudiar El autor principal, François Barcy, del CNRS y la Universidad de Grenoble Alpes, dijo que la razón por la que tomó más de 25 años descubrir el mecanismo de UFO-LFY fue por la «naturaleza equivocada de la proteína UFO».

El cuerpo extraño pertenece a un grupo de unas 700 proteínas caracterizadas por un patrón de aminoácidos, llamado dominio F-box, que regula los niveles de otras proteínas. El cuerpo extraño marca otras proteínas para su destrucción, dijo Barsi: «Coloca una etiqueta química en la proteína elegida para la degradación. Una vez que la proteína está etiquetada, [some] Máquinas celulares, llamadas [a] El proteosoma reconoce la etiqueta y corta la proteína en cientos de pedazos”.

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Entonces, es de esperar que UFO también signifique LFY para Destrucción. Normalmente, también debería degradar la proteína LFY. Sin embargo, en el caso de LFY, encontramos que el cuerpo extraño tenía una función completamente diferente: la de unirse a una región de ADN a la que LFY no podía acceder solo.

Cuando un LFY y un OVNI se encuentran, pegan el ADN cerca de los genes que son necesarios para formar los pétalos y los estambres.

Parsi y su equipo comenzaron su investigación hace cuatro años produciendo en masa la proteína de cuerpo extraño en células de insectos. «Fue todo un desafío, porque el cuerpo extraño es una de las proteínas más difíciles de producir artificialmente», dijo Barsi.

Dondequiera que haya flores

Resulta que el cuerpo extraño no necesita destruir otras proteínas para trabajar con LFY. Luego lo modificamos eliminando el dominio F-box responsable de la degradación de las proteínas asociadas. Para nuestra sorpresa, descubrimos que, a pesar de que se eliminó su supuesta función principal, la proteína todavía funciona bien con la proteína LFY «, dijo Barsi. El experimento reveló que la proteína OVNI realiza pocas funciones más que apuntar a las proteínas para su destrucción.

Este complemento parece implicar la alteración de las secuencias de ADN a las que se adhiere Levy. Los investigadores obtuvieron una estructura 3D de la interacción entre LFY y UFO y las regiones de ADN a las que se unen mediante microscopía electrónica. Según Parcy, cuando UFO y LFY trabajan juntos, pueden adherirse a regiones de ADN responsables de la formación de pétalos y estambres. Ninguna de estas proteínas puede adherirse a este ADN por sí sola.

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«Esto significa que, si bien cada proteína tiene la capacidad de tocar débilmente una región del ADN, cuando se combina, aumenta su fuerza, lo que conduce a una interacción con una nueva plantilla de ADN», dijo.

La asociación LFY-UFO está presente en todas las plantas con flores. También en el arroz, dos proteínas, LFY y UFO, se unen para permitirles unir nuevas regiones de ADN, lo que da como resultado el desarrollo de la parte de la planta que lleva los granos, llamada panoja.

¿Qué estás haciendo aquí?

Según Parcy, actualmente no sabemos por qué la proteína UFO sigue poseyendo un dominio F-box, que no juega ningún papel en su interacción con LFY.

«Si este dominio fuera completamente inútil, la evolución lo habría eliminado. El hecho de que todavía esté allí significa que tiene un papel que queda por descubrir. Quizás el OVNI juega un papel en la descomposición de otras proteínas. No lo sabemos. pero lo que podemos decir con certeza es que esta función no es necesaria para hacer pétalos y estambres”.

Sin embargo, no es el único misterio que rodea a las flores. Uno de los grandes misterios es qué causó el origen de las flores, especialmente dado que la asociación entre LFY y UFO parece ser anterior a la primera flor. Nuestro estudio indica que este mecanismo de intercambio ya estaba presente en las gimnospermas, como las coníferas, así como en los helechos. «Ella debe haber tenido otro papel cuando no había flores», dijo Barsi.

Aunque existen hipótesis sobre por qué las flores se originaron hace más de 130 millones de años, la respuesta sigue siendo difícil de alcanzar.

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El OVNI no es la única proteína que hace un trabajo extra. Según Christine Foer, profesora de Ciencias de las Plantas en la Universidad de Birmingham, muchas proteínas realizan funciones importantes además de aquellas para las que fueron descritas por primera vez.

«Las proteínas son moléculas complejas con una tremenda flexibilidad en términos de modificación y la capacidad de moverse entre diferentes partes de la célula. El beneficio de iluminación adicional es que una sola proteína puede realizar múltiples funciones dependiendo de cómo esté organizada», dijo Foyer, quien fue no. parte de la investigación.

Plantas de la naturaleza, 2023. DOI: 10.1038 / s41477-022-01336-2

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