Descubren un posible mecanismo para estabilizar pequeñas biomoléculas a
temperaturas elevadas. Los científicos creen que se debe a la viscosidad
intracelular, que se mantiene un poco más alta que la del agua que las
rodea. En el estudio se ha empleado un colorante especial que permite
cuantificar la viscosidad en las células.
En nuestro planeta existen numerosos microorganismos que solo se
desarrollan a temperaturas elevadas (entre +50ºC y +121ºC). Se trata de
los termófilos, que son un tipo de procariotas. Estos emplean las mismas
biomoléculas (proteínas,
ácidos nucleícos y lípidos) en su metabolismo que el resto de organismos
pero algunas biomoléculas más pequeñas, como el trifosfato de adenosina
(ATP) (fundamental en la obtención de energía celular), se degradan
rápidamente a temperaturas elevadas. Hasta ahora se desconocía cómo
podían mantenerse estables estas biomoléculas de menor tamaño en medios
acuosos.
Un equipo internacional liderado por el Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC) ha planteado una posible explicación:
que se mantenga la viscosidad intracelular un poco más elevada que la
viscosidad del agua.
En el estudio, publicado en la revista Biophysical Journal, se ha
empleado un colorante especial diseñado por Xiaojun Peng, científico de
la Dalian University of Technology (China) y colaborador en este
trabajo. Este colorante ayuda a cuantificar la viscosidad en base a su
respuesta fluorescente y ha permitido comprobar que en los procariotas,
a temperaturas entre +10ºC y +100ºC, al mantenerse la viscosidad
relativamente alta en las células se genera un aumento de la estabilidad
de las biomoléculas más pequeñas a altas temperaturas.
Se trata de la primera vez que se determina la viscosidad intracelular
en bacterias, según señalan los investigadores.
“La viscosidad disminuye drásticamente con la temperatura y eso aumenta
la inestabilidad de las biomoléculas. El mecanismo descubierto es
bastante sencillo y permitiría la estabilización de las biomoléculas
sensibles a temperaturas elevadas. Los datos sugieren que esta es la
estrategia de los termófilos que se desarrollan a temperaturas entre +50ºC
y +80ºC, que presentan una viscosidad celular relativamente alta”,
explica Juan M. González, investigador del CSIC en el Instituto de
Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla.
Las siguientes investigaciones estudiarán qué ocurre a temperaturas
superiores a los 80 °C ya que, como apuntan los expertos, las células
deberían desarrollar mecanismos complementarios para mantener la
estabilidad de esas pequeñas biomoléculas.
Fuente: CSIC 24/08/2016
A. Cuecas, J. Cruces, J. F. Galisteo-López, X. Peng, J.M. Gonzalez.
Cellular viscosity in prokaryotes and thermal stability of low-molecular
weight biomolecules. Biophysical Journal. DOI: 10.1016/j.bpj.2016.07.024
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