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El prión aparece funcionar como una progresión toxicológica evolutiva

Cuando una proteína misfolds, los resultados pueden ser desastrosos. Un cambio incorrecto en la forma de la molécula puede llevar a las enfermedades incluyendo Alzheimer y Huntington. Pero los científicos han descubierto que las proteínas misfolded pueden tener un lado positivo en la levadura, ayudando a las células navegan la corriente incierta de la selección natural expresando una variedad de rasgos genéticos ocultados.

Cuál es más, en el centro de este proceso está un prión, una pequeña proteína encontrada en la membrana celular de neurona. La forma torcida de esta proteína es responsable de la enfermedad de las vacas locas y causa la nueva enfermedad de Creutzfeld-Jacobo en seres humanos.

“Esto es la primera vez que hemos visto un prión afectar a una célula de una manera beneficiosa que puede determinar la evolución de un organismo,” decimos el brezo verdad, autor importante del papel, que aparecerá 15 de agosto en la edición en línea de la naturaleza del gorrón.

Previamente, verdad y director Susan Lindquist del Whitehead Institute denunció que una proteína determinada de la levadura llamada Sup35 alteró de alguna manera el metabólico propiedad-o fenotipo-de la célula cuando “misfolded” en un estado del prión. Sup35 ayuda a la guía el proceso por el cual las células fabrican las moléculas de proteína. Sin embargo, cuando Sup35 misfolds en su estado del prión, forma las fibras amiloideas similares a ésas encontradas en los pacientes de Alzheimer y hace la maquinaria proteína-que produce de la célula ir drástico mal.

A menudo, esto es perjudicial a la célula. En el cerca de 20% de los casos probó, sin embargo, las personas de Whitehead descubrieron que estos nuevos fenotipos permiten la célula de levadura una ventaja de la supervivencia.

“Solamente todavía no conocíamos los mecanismos moleculares detrás de esto,” dice verdad, un investigador postdoctoral anterior en el laboratorio de Lindquist, y ahora a un profesor adjunto en la universidad de Washington, St. Louis. “Cómo hizo exactamente el cambio del prión el aspecto de la célula?”

La respuesta reveló una torsión en la comprensión tradicional de cómo se heredan los rasgos.

Para que Sup35 asegure que la célula lee correctamente las recetas de la proteína contuvo en los genes, él se centra en qué se llaman los “codones de parada” - las secciones de la DNA que indican exactamente donde en el gen los extremos del detalle de una receta de la proteína. Sup35 se asegura de que la célula traduzca solamente el material antes de estos codones señalados.

Pero cuando misfolds en una conformación del prión, Sup35 consigue descuidado, y la célula lee más allá de los codones de parada, traduciendo la información genética que había estado previamente inactiva. Como consecuencia, los cambios del fenotipo de la célula.

Y aquí es donde viene la evolución hacia adentro.

En esas raras ocasiones cuando, debido a un ambiente determinado, las propiedades alteradas de la célula proveen de ella una ventaja de la supervivencia, la célula pasa ese rasgo conectado a su progenie. Pero cuando se aparean las células de hija y ocurre el reassortment genético, pueden pasar posteriormente a lo largo de este mismo rasgo sin prión-que es, el rasgo llegan a ser fijas en el linaje de la célula y dependen no más del estado del prión. “No sabemos las células de hija hacen esto,” decimos todavía exactamente a Lindquist, que también es profesor de la biología en el MIT, “pero lo hacen rápidamente, a menudo después de único aparear.”

El prión aparece así funcionar como una progresión toxicológica evolutiva, permitiendo la población de células una ocasión de sobrevivir en un nuevo ambiente donde necesitan un diverso fenotipo hasta que puedan detectar los cambios genéticos que producen el mismo efecto.

Estos nuevos rasgos son genético complejos. Cuando Sup35 misfolds en una forma del prión, afecta a varios genes de una sola vez.

“Este prión,” explica Lindquist, “tiene una capacidad de ocultar y de liberar la información genética en el genoma entero que puede contribuir a los nuevos rasgos de una manera compleja.”