Feb 2, 2012
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Describen el papel de una enzima que participa en la diferenciación celular

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Como ocurre con los ordenadores, las células dependen de sistemas operativos para realizar sus funciones con normalidad; los programas de expresión génica contienen el código de ‘software’ en el que se apoyan las células, y cada tipo de célula está controlada por su propio programa -un programa corrupto podría desencadenar una enfermedad. Los sistemas celulares pueden ser dañados por virus, mutaciones, o por el mal funcionamiento que puede tener lugar cuando las células cambian de un tipo a otro.

A diferencia de los ordenadores, que pueden utilizar un siempre un solo sistema operativo, la diferenciación celular necesita cambiar los sistemas operativos a medida que las células maduran.

En términos simples, la diferenciación requiere de dos pasos clave: los genes activos en el sistema operativo inicial deben desactivarse, y los genes del nuevo sistema operativo celular deben estar bien activados. Si el proceso no es perfecto, una célula en transición puede morir o causar enfermedades.

Ahora, una nueva investigación, llevada a cabo por científicos del Instituto Whitehead (Estados Unidos), pone de manifiesto el papel fundamental de una enzima, la demetilasa 1 lisina-específica (LSD1), que participa en la diferenciación de células madre embrionarias en otros tipos celulares. La investigación ha sido publicada esta semana en la revista ‘Nature’.

La LSD1 era conocida por ser crítica para el desarrollo, pero, hasta ahora, poco se sabía sobre el papel clave que desempeña en la diferenciación, cuando los sistemas operativos cambian.

«Sabíamos que las células expresan un nuevo conjunto de genes cuando el interruptor de arranque se pone en marcha», dice Steve Bilodeau, uno de los autores del artículo, e investigador postdoctoral en el laboratorio del Instituto Whitehead, quien añade que «este estudio, además, muestra que la enzima es esencial para desactivar los genes que estaban activos en el estado anterior de la célula -evitando daños en la nueva célula».

Al investigar la desactivación de genes en la transición del estado celular, Bilodeau y Warren Whyte, estudiante graduado y coautor del estudio, redefinieron el papel de la LSD1, y describieron un mecanismo, previamente desconocido, para silenciar genes.

Cuando analizaron los genes de las células madre embrionarias que deben desactivarse durante la diferenciación, Whyte y Bilodeau observaron que la LSD1 coloca en la célula potenciadores de genes, pequeños segmentos de ADN que actúan como una pista de aterrizaje para las proteínas que activan los genes de transcripción y, finalmente, la producción de proteínas.

Cuando la LSD1 recibe la señal de que las células madre están en transición hacia un estado diferenciado, la enzima actúa y desactiva los genes potenciadores. Cuando son desactivados, la transcripción de los genes de las células madre se para, bloqueando el sistema operativo de las células madre y, mientras esto ocurre, otros mecanismos cambian el sistema operativo de las células.

Aunque el trabajo se centra en trabajo de una enzima en las células normales, Young ve implicaciones más amplias. La LSD1 es miembro de una clase de moléculas que regulan tanto la actividad de los genes, como la estructura de los cromosomas, por lo que la LSD1 podría dar pistas sobre la función relacionada con los reguladores.

Además, saber cómo funciona este mecanismo en las células normales proporciona una base sólida para desentrañar lo que ocurre en las células anormales.

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Salud

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