Descubriendo el misterio de las proteínas BeeR
Una nueva familia de proteínas bacterianas revela estructuras y funciones únicas.
Julien R.C. Bergeron, Shamar L. M. Lale-Farjat, Hanna M. Lewicka, Chloe Parry, Justin M. Kollman
― 7 minilectura
Tabla de contenidos
- Descubriendo Nuevas Proteínas Bacterianas Tipo Actina
- La Estructura de los Filamentos BeeR
- Microscopia Crioelectrónica: Un Vistazo Más Cercano
- BeeR y Su Dominio N-terminal Desordenado
- Propiedades y Funciones de BeeR
- Comparaciones con Otras Proteínas Similares a la Actina
- El Panorama General: Entendiendo la Diversidad de la Actina
- Conclusión: ¡Proteínas en Acción!
- Fuente original
La Actina es una proteína chiquita pero poderosa que juega un papel esencial en la estructura y función de las células. Piensa en la actina como uno de los bloques de construcción de la vida. Estas proteínas se juntan para formar cadenas largas o Filamentos, ayudando a las células a mantener su forma, moverse y hasta dividirse. Cuando la actina se une a una molécula llamada ATP, puede conectarse con otras proteínas de actina para crear estos filamentos. Sin embargo, cuando se agota el ATP, los filamentos se deshacen. ¡Es un poco como un set de LEGO que puedes armar y desarmar una y otra vez!
Además de la actina, hay proteínas similares que se encuentran en bacterias. Estas proteínas bacterianas ayudan a mantener la forma y estructura de las bacterias, al igual que la actina lo hace en células más grandes. Cada tipo de proteína bacteriana tiene su propia tarea. Por ejemplo, algunas proteínas mantienen a las bacterias con forma de bastón luciendo ordenadas, mientras que otras ayudan a dividir la célula bacteriana durante la reproducción. No usan capas, pero estas proteínas definitivamente tienen sus superpoderes.
Descubriendo Nuevas Proteínas Bacterianas Tipo Actina
A los investigadores les picó la curiosidad por otros tipos de proteínas similares a la actina. Decidieron buscar en una gran base de datos que contiene información sobre bacterias, buscando nuevas proteínas que pudieran tener formas y funciones interesantes. Después de buscar, encontraron un grupo de proteínas relacionadas con una proteína actina bacteriana conocida llamada MamK. Este nuevo conjunto de proteínas se encontró mayormente en un grupo de bacterias llamado Verrucomicrobiota, que viven en lugares como el suelo e incluso en nuestros intestinos.
¿Qué hace especiales a estas proteínas? Tienen algunas características comunes con la actina, como ciertas partes que se unen al ATP. Sin embargo, también tienen un giro único: tienen secciones extra que no están bien definidas y parecen estar "flotando". Esta parte desestructurada las hace bastante diferentes de las típicas proteínas similares a la actina.
La Estructura de los Filamentos BeeR
Cuando los investigadores miraron más de cerca estas proteínas recién descubiertas, se dieron cuenta de algo sorprendente: forman una estructura de filamento de tres hebras que se parece a rieles de tren torcidos. Esto es bastante diferente de las estructuras de dos hebras que se encuentran en muchas otras proteínas similares a la actina. Esta nueva formación de filamentos sugiere que BeeR, como bautizaron a esta familia de proteínas, tiene su propio conjunto de reglas para construir estructuras.
Para confirmar los hallazgos, los investigadores pusieron la proteína BeeR a través de una serie de pruebas. Encontraron que podía conectarse fácilmente con ATP para formar estos fascinantes filamentos. Sin embargo, notaron algo interesante; a altas concentraciones de la proteína, los filamentos BeeR aún podían formarse incluso cuando estaban unidos a otra molécula llamada ADP, que es una forma menos activa de ATP. ¡Es como tener dos tipos diferentes de piezas de LEGO que aún pueden construir algo increíble!
Microscopia Crioelectrónica: Un Vistazo Más Cercano
Para entender realmente la proteína BeeR y su estructura de filamento, los científicos usaron una técnica genial llamada microscopía crioelectrónica. Esto significa que enfriaron las proteínas y las miraron bajo un microscopio muy potente para ver cómo están organizadas. ¡Imagina intentar descubrir cómo es un copo de nieve usando una lupa súper potente!
Cuando hicieron esto, descubrieron que la estructura del filamento de BeeR no es cualquier forma; ¡es un tubo hueco! Esta característica única ayuda a BeeR a destacarse entre otras proteínas similares a la actina. El diámetro de este tubo es bastante grande, haciéndolo diferente de otras proteínas. De hecho, tiene un espacio interno que es como un pequeño túnel por dentro. ¡Piénsalo como un tobogán de agua elegante—perfectamente diseñado pero no del todo adecuado para llevar pasajeros!
Dominio N-terminal Desordenado
BeeR y SuUn aspecto interesante de la proteína BeeR es su sección extra al final, conocida como el dominio N-terminal. Esta parte no tiene una forma bien definida, lo cual es inusual. Los investigadores estaban curiosos si esta sección “ondulante” afectaría cómo la proteína forma sus filamentos. Para probar esto, hicieron una versión de BeeR sin el dominio N-terminal.
Sorprendentemente, la versión modificada aún podía formar filamentos, pero tendían a agruparse en bultos más grandes. Esto significa que el dominio N-terminal actúa como un abrigo suave que evita que los filamentos se peguen demasiado entre sí. ¡Piénsalo como una fiesta donde todos están bailando! Si hay suficiente espacio (gracias al N-terminal), ¡los bailarines pueden moverse sin chocar entre sí!
Propiedades y Funciones de BeeR
La función exacta de la familia de proteínas BeeR aún es un misterio. Los investigadores no están seguros de qué papel juega en la vida de las bacterias Verrucomicrobiota, pero el hecho de que se encuentre en todo este grupo sugiere que es importante.
La estructura tubular de tres hebras hace que BeeR sea más robusta que muchas otras proteínas similares a la actina, lo que podría cambiar cómo funciona en una célula. Aunque puede que no se use para transportar materiales, podría proporcionar soporte durante otras tareas celulares importantes.
Comparaciones con Otras Proteínas Similares a la Actina
Cuando los investigadores compararon BeeR con otras proteínas similares a la actina bacteriana como MamK, encontraron algo intrigante: ¡la forma en que están construidas es diferente! Mientras que muchas proteínas similares a la actina tienden a formar estructuras de dos hebras, la disposición de tres hebras de BeeR es única. Algunos detalles en su estructura también muestran que BeeR está diseñada para roles diferentes en comparación con sus parientes.
Las partes de BeeR que se conectan con subunidades vecinas en el filamento también son bastante diferentes. En BeeR, cada sección interactúa estrechamente con dos estructuras vecinas, lo que conduce a una sujeción más fuerte. En contraste, otras proteínas similares a la actina tienen diferentes patrones de conexiones, lo que les permite comportarse de manera diferente.
El Panorama General: Entendiendo la Diversidad de la Actina
El estudio de BeeR y su estructura de filamento única abre nuevas ideas sobre la diversidad de proteínas similares a la actina. Con tantas variaciones, los investigadores pueden apreciar mejor cómo la vida ha evolucionado con el tiempo y cómo diferentes proteínas pueden desarrollar formas y funciones específicas.
Entender estas diferencias no es solo académico; puede llevar a nuevos conocimientos sobre cómo funcionan las células, cómo se mueven y cómo cambian de forma. Este conocimiento podría ser útil incluso en aplicaciones médicas o biotecnológicas, donde aprovechamos el poder de la naturaleza.
Conclusión: ¡Proteínas en Acción!
En resumen, BeeR es un nuevo jugador fascinante en el mundo de las proteínas bacterianas. Con su estructura de tres hebras y propiedades únicas, se destaca de otras proteínas similares a la actina. Aunque es posible que no sepamos todo sobre su función aún, los descubrimientos de esta proteína iluminan la complejidad y diversidad de la vida a nivel molecular.
A medida que la investigación continúa, ¿quién sabe qué otros secretos revelarán estas pequeñas proteínas? ¡Podrían tener las claves de algunos de los mayores misterios de la vida—o al menos un par de chistes sobre cómo les gusta a las proteínas hacer fiesta!
Fuente original
Título: A family of bacterial actin homologues forms a 3-stranded tubular structure
Resumen: The cytoskeleton plays a critical role in the organization and movement of cells. In Eukaryotes, actin filaments polymerize into a highly conserved double-stranded linear filamentous structure in the presence of ATP, and disassemble upon ATP hydrolysis. Bacteria also possess actin-like proteins, that drive fundamental cellular function, including cell division, shape maintenance, and DNA segregation. Like eukaryotic actin, bacterial actins assemble upon ATP binding. Longitudinal interactions between bacterial actin protomers along each strand are conserved with eukaryotic actin, but variation in interactions between strands gives rise to striking diversity of filament architectures. Here, we report a family of bacterial actins of unknown function, conserved amongst the Verrucomicrobiota phylum, which assembles into a unique tubular structure in the presence of ATP. A cryo-EM structure of the filaments reveals that it consists of three strands, unlike other described bacterial actin structures. This architecture provides new insights into the organization of actin-like filaments, and has implications for understanding the diversity and evolution of the bacterial cytoskeleton.
Autores: Julien R.C. Bergeron, Shamar L. M. Lale-Farjat, Hanna M. Lewicka, Chloe Parry, Justin M. Kollman
Última actualización: 2024-12-11 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.07.565980
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.07.565980.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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