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Los investigadores muestran cómo la tensión celular regula la producción de hemoglobina

Nuestra capacidad de respirar el oxígeno es crítica a nuestra supervivencia. Este proceso es mediado por la hemoglobina en nuestra sangre, que lleva el oxígeno. Puesto que el aire contiene menos oxígeno en las altas montañas, la carrocería está bajo presión para hacer la hemoglobina rápidamente -- un rato agotador. ¿Pero qué papel la tensión celular desempeña en la producción de hemoglobina?

En un papel en la investigación de alto impacto de la célula del gorrón, publicada el 4 de abril de 2017, los investigadores en la universidad hebrea de Jerusalén denuncian el descubrimiento totalmente de un nuevo mecanismo a través del cual se expresen los genes de la globina. El descubrimiento de esta propiedad hasta ahora desconocida de los genes de la hemoglobina muestra que la tensión es absolutamente necesaria permitir la producción de hemoglobina.

Para producir una molécula de proteína de la globina, la DNA del gen de la globina primero se transcribe en una molécula larga del ARN de la cual los segmentos internos deban ser recortados, o se empalma fuera, para generar el patrón del ARN para la síntesis de la proteína en el glóbulo rojo.

Ahora, las personas de biólogos moleculares llevaron por profesor Raymond Kaempfer en la facultad de remedio de la universidad hebrea denuncian que para cada uno del adulto y de los genes fetales de la globina, el empalmar de su ARN es controlado estrictamente por una señal intracelular de la tensión.

La señal, que se ha sabido durante mucho tiempo, implica una enzima presente en cada célula de la carrocería, llamada la PKR, que sigue habiendo silenciosa a menos que sea activada por un pensamiento específico de la estructura del ARN para ocurrir solamente en el ARN hecho por los virus.

Qué Kaempfer y colaboradores han descubierto es que el RNAs largo transcribió de los genes de la globina que cada uno contiene un elemento intrínseco corto del ARN que sea capaz fuertemente de activar la PKR. A menos que la enzima de la PKR se active de este modo, el ARN largo no se puede empalmar para formar el patrón maduro del ARN para la síntesis de la proteína de la globina.

“Asombrosamente, hemos revelado totalmente un nuevo mecanismo a través del cual la expresión génica de la hemoglobina es regulada por la tensión. Una señal intracelular, esencial para hacer frente a la tensión, es absolutamente necesaria tener en cuenta la producción de la hemoglobina. Que la señal de la tensión es activada por el gen sí mismo de la hemoglobina. Aunque la hayamos conocido de largo que esta señal inhibe fuertemente síntesis de la proteína generalmente durante la expresión génica de la hemoglobina primero juguemos su imprescindible, papel positivo antes de ser apagado puntualmente a tener en cuenta la formación masiva de la hemoglobina necesaria para respirar,” dijo a profesor Raymond Kaempfer, el Dr. Philip M. Marco profesor de la biología molecular y de la investigación de cáncer en la universidad hebrea de Jerusalén.

Una vez que está activada, la PKR colocará un fosfato (un proceso conocido como fosforilación) sobre un factor de lanzamiento dominante necesario para la síntesis de todas las proteínas, llamada eIF2-alpha. Eso a su vez lleva a la desactivación de eIF2-alpha, dando por resultado una cuadra en síntesis de la proteína. Este proceso es esencial para hacer frente a la tensión.

Lo más inesperado posible, descubrieron que activada una vez, debe la PKR el fosforilato eIF2-alpha, y que eIF2-alpha phosphorylated es esencial de formar la maquinaria necesitó empalmar el ARN de la globina. En el proceso que empalma, el retiro de un segmento interno del ARN causa a producto maduro del ARN al refold tales que activará no más la PKR, ahora permitiendo síntesis sin obstáculo en este ARN de las cadenas esenciales de la proteína de la globina a los regímenes máximos, teniendo en cuenta el oxígeno efectivo que respira. Es decir la capacidad de activar la PKR sigue siendo transitoria, sirviendo solamente habilitar empalmar.

Así, las personas han demostrado un papel nuevo, positivo de la activación de la PKR y la fosforilación de eIF2-alpha en el ARN humano de la globina que empalmaba, en contraste con el prolongado papel negativo de esta reacción intracelular de la tensión en síntesis de la proteína.

La realización que la tensión es no sólo importante pero también esencial puede tener implicaciones importantes para cómo entendemos la expresión de la hemoglobina. “Qué esto hierve hacia abajo está ése incluso en el nivel celular, tensión y la capacidad de montar una reacción de la tensión es esencial para nuestra supervivencia. Hemos conocido de largo esto en relación a otros procesos biológicos, y ahora vemos que está en el juego incluso para las moléculas minúsculas que llevan el oxígeno en nuestra sangre,” dijo a profesor Kaempfer.

El laboratorio de Kaempfer está en el departamento de la bioquímica y de la biología molecular en IMRIC, el instituto para Investigación-Israel médico Canadá, en la facultad de remedio de la universidad hebrea. IMRIC es una de las organizaciones de investigación biomédicas más innovadoras de Israel y mundial, reuniendo mentes científicas brillantes para encontrar soluciones a los problemas médicos más serios del mundo con una aproximación multidisciplinaria a la investigación biomédica.