El maravilloso lío de moléculas que componen los seres vivos es tan complejo que los biólogos han pasado por alto una clase completa de ellas, hasta ahora. Este fragmento de bioquímica perdido no es raro ni difícil de encontrar; es solo que a nadie se le había ocurrido buscarlo antes.
“Este es un descubrimiento asombroso de una clase completamente nueva de biomoléculas”, dicho La bioquímica de Stanford Carolyn Bertozzi.
“Es realmente una bomba porque el descubrimiento sugiere que hay vías biomoleculares en la célula que son completamente desconocidas para nosotros”.
Los biólogos tienen un conocimiento bastante bueno de nuestros principales componentes moleculares. Tienes carbohidratos (como almidón), lípidos (grasas), ácidos nucleicos (ADN) y proteínas (músculo).
Estos se dividen además en subtipos; por ejemplo, la celulosa y los azúcares son carbohidratos. Luego hay combinaciones entre estos grupos, como cuando diferentes azúcares se combinan con lípidos en un glóbulo rojo, formando los tipos de sangre ABO.
Los glicanos son cadenas de moléculas de azúcar que pueden adherirse a grasas y proteínas en un proceso llamado glicosilación, ayudando a su transporte a través de una celda o doblándose en las formas correctas para su propósito. Están involucrados en muchos procesos fundamentales de la biología, desde el desarrollo de embriones hasta el reconocimiento de patógenos.
Los investigadores, dirigidos por el bioquímico Ryan Flynn ahora en el Boston Children’s Hospital, descubrieron que los glucanos también podían unirse a ARN no codificantes.
Esto fue una sorpresa porque anteriormente se pensaba que el ARN funcionaba solo dentro de las células, dentro de su núcleo y líquido, mientras que los glicanos generalmente están separados de ellos por membranas en los pequeños orgánulos de una célula o en la superficie de la célula.
“El ARN y los glucanos viven en dos mundos separados si crees en los libros de texto”. dicho Bertozzi.
Tres productos de la glucólisis, incluido el glucoARN recién descubierto. (Ryan Flynn)
Resolvieron esto marcando moléculas de glicol con ácido siálico en células de laboratorio y extrayendo el ARN. Efectivamente, parte del ARN purificado tenía una capa de azúcar marcada con ácido siálico.
Luego, el equipo encontró el glicoARN dentro de cada célula que revisaron: en humanos, ratones, hámsteres y pez cebra – especies separadas por cientos de millones de años de evolución. Esto sugiere que estas moléculas pueden tener algún tipo de función biológica importante que se ha preservado a lo largo de la vida en la Tierra.
Al comparar los bits de ARN del glicoARN con las bases de datos de ARN, Flynn y sus colegas también descubrieron que algunas de esas moléculas coinciden con los ARN vinculados a enfermedades.
“Algunos de los ARN modificados por glicanos para formar glicoARN tienen una sórdida historia de asociación con enfermedades autoinmunes”. explicado Bertozzi.
Anteriormente se pensaba que estos fragmentos de ARN eran en su mayoría inaccesibles para nuestro sistema inmunológico porque estaban escondidos de manera segura dentro de nuestras células y solo se liberaban a través de la muerte celular.
“Descubrimos que los glicoARN se encuentran en la superficie celular, al igual que las proteínas y los lípidos”, dijo Flynn. dijo Nancy Fliesler del Boston Children’s Hospital.
“Esto es emocionante porque significa que los glicoARN pueden participar directamente en la comunicación de célula a célula. Anteriormente se pensaba que eso estaba fuera de los límites de los ARN, que no se pensaba que desempeñaran un papel en la superficie celular”.
Estamos pensando mucho en esto ahora, pero podría imaginar escenarios en los que los glicoARN pueden desempeñar funciones en paralelo con otras biomoléculas de la superficie celular como las glicoproteínas / lípidos, pero con diferentes dinámicas, estabilidades o configuraciones.
– Ryan Flynn (@ raflynn5) 17 de mayo de 2021
La capacidad de los glucanos para unirse directamente al ARN parece poco probable, por lo que el equipo sospecha que hay una tercera molécula, muy pequeña, que actúa como pegamento.
Señalan que no todos los glicanos contienen ácido siálico, que usaron para detectar el glicoARN, por lo que probablemente pasaron por alto más especies para descubrir dentro de esta clase molecular.
“Cuando encuentras algo nuevo como estos glicoARN, hay muchas preguntas que hacer”. dicho Flynn.
Si bien las funciones de los glicoARN siguen siendo un misterio, se espera que su descubrimiento conduzca pronto a muchas más respuestas, posiblemente sobre los problemáticos sistemas inmunológicos de algunas personas.
Esta investigación fue publicada en Célula.
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