Alemania.- Para convertir un gen en una proteína, una célula primero elabora un modelo de ARN. Uno de los principales actores en este proceso ha sido identificado por los científicos liderados por la Dra. Jessica Jacobs en la Ruhr-Universität Bochum. El equipo “pesco” un complejo grande de proteínas y ARN, que participa del denominado empalme, de los cloroplastos de la microalgas verde Chlamydomonas reinhardtii. Esto reduce las regiones no codificantes del ARN mensajero.

“Por primera vez, hemos establecido la composición exacta de un complejo de empalme desconocido de los cloroplastos” destacó Jacobs. Ella publico, con sus colegas del Department of General and Molecular Botany y del Work Grouo for Biomolecular Mass Spectrometry, un informe científico en la revista Molecular and Cellular Proteomics.

Del gen a la proteína

Los genes, portadores de la información genética, contienen regiones codificantes y no codificantes. Para convertir un gen en una proteína, las enzimas primero deben crear una copia del gen, el ARN mensajero. Un modelo útil para una proteína sólo se obtiene, sin embargo, cuando las enzimas cortan las regiones no codificantes, llamados intrones fuera del ARN mensajero. Grandes complejos de ARN y proteínas son responsables para el corte y empalme.

Componentes del complejo corte y empalme identificado en los cloroplastos

Los investigadores examinaron el corte y empalme del gen psaA, que se encuentra en los cloroplastos. Estos componentes celulares de los vegetales que realizan la fotosíntesis originalmente se formaron de cianobacterias de vida libre. De acuerdo a la teoría de la endosimbiotica, las cianobacterias viven en simbiosis con los vegetales y fueron eventualmente integrados a sus células. Por consiguiente, los cloroplastos tienen su propio material genético, una reliquia del genoma de cianobacterias. Sin embargo, los cloroplastos dependen de la comunicación con el núcleo con el fin de ser funcional. El equipo de Bochum identifico los componentes del complejo de proteínas que empalma el gen psaA del cloroplasto. En el complejo de corte y empalme se encontraron 23 proteínas diferentes que están codificados en el genoma del núcleo de la célula. “El complejo de proteína descubierto nos da una señal del funcionamiento de los componentes que intervienen en la comunicación entre los cloroplastos y el núcleo” dijo Jacobs.

¿Cómo “pescar” un complejo de empalme?

El equipo llevó a cabo sus investigaciones sobre el alga verde unicelular Chlamydomonas reinhardtii. “Se utilizó un cebo proteico para 'pescar' el complejo de empalme de los cloroplastos” dijo Jacobs. Antes de empezar con el experimento, se sabia que la proteína Raa4 estaba implicada en el corte y empalme del gen de psaA. Los numerosos modelos de interacción de Raa4, sin embargo, son desconocidos. Los biólogos alteraron genéticamente  el alga como una forma de producir una forma modificada de proteína Raa4.  Ellos aislaron todas las proteínas de la célula y los filtraron a través de un material particular, el cual sólo capturaba Raa4 con sus socios de interacción. Ellos determinaron los componentes del complejo corte y empalme con la ayuda de las espectrometría de masa. Los investigadores encontraron un complejo de corte y empalme con la misma composición para varias condiciones ambientales: en luz, oscuridad y en un ambiente libre de oxígeno.

Contacto:
Ulrich Kück
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Referencia:
J. Jacobs, C. Marx, V. Kock, O. Reifschneider, B. Fränzel, C. Krisp, D. Wolters, U. Kück (2013): Identification of a chloroplast ribonucleoprotein complex containing trans-splicing factors, intron RNA and novel components, Molecular and Cellular Proteomics DOI: 10.1074/mcp.M112.026583