Científicos argentinos descubren el mecanismo celular para obtener energía

CIENCIA ARGENTINA
Del sitio de la Agencia Iberoamericana par la Difusión de la Ciencia y la Tecnología:

Descifran el mecanismo molecular que usa la célula para obtener energía

La clave reside en la transferencia de electrones, partículas con carga negativa. Conocer este proceso permitiría optimizar, por ejemplo, dispositivos usados para generar energía solar o fabricar biocombustibles
CONICET/DICYT Durante años diferentes grupos de investigación del mundo debatieron – muchas veces encarnizadamente – sobre la naturaleza de la transferencia de electrones en la respiración celular, un proceso que transforma los alimentos que se ingieren en la fuente de energía que utilizan las células.

En las células de plantas y animales, esta reacción ocurre en un conjunto de pequeñas organelas de la célula, llamadas mitocondrias. En una investigación reciente, publicada en el prestigioso Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), los investigadores zanjaron la discusión histórica al revelar la naturaleza de este mecanismo.

“Durante la respiración celular fluyen electrones a través de proteínas en la membrana de la mitocondria, y esto genera el potencial para fabricar las moléculas que utiliza la célula como fuente de energía”, explica Damián Álvarez-Paggi, becario doctoral del CONICET en el Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE, UBA-CONICET) y uno de los autores.

A partir del estudio de una proteína de la membrana de la cadena respiratoria de la bacteria Thermus thermophilus, el equipo descubrió que existen dos circuitos – no uno solo, como se suponía hasta ahora – que regulan el mecanismo de transferencia de electrones.

Alejandro Vila, investigador principal y director del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR) lo compara con una puerta que se puede abrir en dos sentidos.

“La clave reside en unos átomos de cobre alojados dentro de la proteína y que actúan como conductores de los electrones”, explica. Estas partículas deben entrar y salir, y esto ocurre a través de dos caminos diferentes: hasta ahora se veía que el transporte ocurría por una única vía, como una puerta que se abre en un sentido. “Se creía que por un mismo camino entraba o salía”, grafica.

Sin embargo, cuando modificaron ligeramente la estructura de la proteína descubrieron que la puerta se podía ‘abrir’ hacia ambos lados. “El sitio de cobre tiene dos estados: uno que le permite tomar electrones y otro que le permite enviarlos hacia otra parte”, asegura Vila.

Ese segundo estado se conoce como invisible u oculto, y está latente hasta que pequeñas perturbaciones en la estructura de la proteína hacen que se active en un determinado momento. Para estudiarlo, el equipo del IBR introdujo pequeñas mutaciones en la estructura de la proteína, que no afectaban los átomos de cobre pero sí el entorno que lo rodeaba.

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