FLICKR, WILLIAM WARBY<\/p>\n
Muchos organismos exhiben ritmos circadianos: relojes biol\u00f3gicos internos que regulan los cambios diarios en el metabolismo, la fisiolog\u00eda y el comportamiento. Pero desde los hongos hasta las moscas de la fruta y los humanos, no se han identificado genes o prote\u00ednas de reloj comunes entre las especies. Ahora, por primera vez, los investigadores han identificado una prote\u00edna metab\u00f3lica activa en los ritmos circadianos de bacterias, arqueas y eucariotas.<\/p>\n
El hallazgo, publicado en l\u00ednea hoy (16 de mayo) en Nature<\/em>, sugiere que, contrariamente a la creencia anterior, los relojes circadianos pueden compartir un ancestro com\u00fan. Adem\u00e1s, dado que los cambios c\u00edclicos ocurren en una prote\u00edna metab\u00f3lica que limpia las especies reactivas de ox\u00edgeno, los autores proponen que detectar y responder a la acumulaci\u00f3n de ox\u00edgeno en la atm\u00f3sfera hace 2500 millones de a\u00f1os podr\u00eda haber impulsado la evoluci\u00f3n de los ritmos circadianos.<\/p>\n \u00abLo que es poderoso es que sugiere que, de alguna manera, todos estos organismos tienen ritmos circadianos de su metabolismo que antes no eran evidentes\u00bb. dijo P. Andrew Karplus…<\/p>\n Durante los \u00faltimos 20 a\u00f1os, los investigadores, estudiando principalmente Drosophila<\/em>, han identificado numerosos genes y prote\u00ednas que encajan en un modelo com\u00fan: un modelo transcripcional-traduccional circuito de retroalimentaci\u00f3n, mediante el cual los genes se transcriben y luego se traducen en prote\u00ednas, que se acumulan hasta que alcanzan un umbral que desencadena el cierre de la transcripci\u00f3n, todo lo cual ocurre en ciclos de aproximadamente 24 horas. Este modelo se hab\u00eda convertido en la base de la investigaci\u00f3n del ritmo circadiano.<\/p>\n Pero el a\u00f1o pasado, Akhilesh Reddy y sus colegas de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido demostraron que al menos un componente de la maquinaria del reloj circadiano no est\u00e1 involucrado en transcription una familia de antioxidantes llamados prote\u00ednas de peroxirredoxina, que absorben el exceso de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno en la c\u00e9lula en ciclos de oxidaci\u00f3n-reducci\u00f3n de 24 horas relacionados con el metabolismo. El equipo de Reddy descubri\u00f3 que las prote\u00ednas, que se encuentran en pr\u00e1cticamente todos los organismos, exhiben oscilaciones circadianas en humanos, ratones y c\u00e9lulas de algas marinas.<\/p>\n Parece que descubrimos que estos organismos [eucariotas] ten\u00edan estos ritmos, as\u00ed que decidimos investigar m\u00e1s a fondo las bacterias y las arqueas, dijo Reddy. En el estudio m\u00e1s reciente, su equipo examin\u00f3 los ritmos de oxidaci\u00f3n de la peroxirredoxina en Synechococcus elongatus<\/em>, una cianobacteria de agua dulce, y Halobacterium salinarum<\/em>, una arquea aer\u00f3bica marina. Cada organismo se mantuvo a luz y temperatura constantes durante 48 a 72 horas, tiempo durante el cual los investigadores tomaron muestras peri\u00f3dicamente para ver si las peroxirredoxinas estaban oxidadas o no. Efectivamente, en ambas especies, las prote\u00ednas mostraron fuertes oscilaciones de oxidaci\u00f3n que siguieron un ciclo de 24 horas.<\/p>\n Una prote\u00edna bacteriana de peroxirredoxina WIKIMEDIA COMMONS, TIM VICKERS <\/p>\n El equipo tambi\u00e9n examin\u00f3 el v\u00ednculo entre los mecanismos de reloj previamente identificados y la peroxirredoxina , y descubri\u00f3 que cuando se mutan genes de reloj conocidos en Drosophila <\/em>y Arabidopsis, <\/em>los ciclos de peroxirredoxina contin\u00faan sin interrupci\u00f3n. Esto sugiere que ambos componentes, los factores tradicionales del bucle de transcripci\u00f3n-traducci\u00f3n y la peroxirredoxina, funcionan de forma independiente para generar los ritmos circadianos de un organismo.<\/p>\n Dado que no se hab\u00edan identificado previamente mecanismos de reloj compartidos entre diferentes dominios de la vida, los cient\u00edficos propusieron que los ritmos circadianos evolucionaron. independientemente varias veces. Pero, \u00bfpor qu\u00e9 reinventar la rueda tantas veces? Simplemente no ten\u00eda ning\u00fan sentido, dijo Reddy. Durante mucho tiempo sospech\u00f3 que los ritmos circadianos pueden compartir un origen molecular com\u00fan, y el hecho de que los tres dominios de la vida compartan ciclos de peroxirredoxina respalda esta idea. Por ejemplo, los ritmos circadianos pueden haber evolucionado a medida que las c\u00e9lulas se adaptaron a los ciclos ambientales tempranos de suministro de energ\u00eda (luz solar) y los ciclos posteriores de estr\u00e9s oxidativo.<\/p>\n Pero la evidencia de la evoluci\u00f3n no es convincente, dijo Karplus. Las prote\u00ednas de peroxirredoxina no parecen estar impulsando nada o supuestamente interactuando con las prote\u00ednas del reloj, dijo. Simplemente est\u00e1n all\u00ed como una lectura de la actividad metab\u00f3lica.<\/p>\n Pero gracias al nuevo hallazgo, la peroxirredoxina ahora se puede usar como marcador para buscar ritmos circadianos en otras especies menos estudiadas. Por primera vez, hemos encontrado algo en com\u00fan para observar los ritmos circadianos en cualquier organismo, dijo Reddy.<\/p>\n Los hallazgos tambi\u00e9n pueden tener aplicaciones m\u00e1s pr\u00e1cticas, agreg\u00f3. En el futuro, los investigadores podr\u00e1n apuntar a las peroxirredoxinas utilizando mol\u00e9culas peque\u00f1as para interrumpir los ritmos circadianos de las bacterias pat\u00f3genas, por ejemplo, o mejorar los ritmos de las plantas de cultivo para ayudarlas a crecer de manera m\u00e1s eficiente.<\/p>\n RS Edgar et al., Las peroxirredoxinas son marcadores conservados de los ritmos circadianos, <\/strong>Nature<\/em><\/strong> doi:10.1038\/nature11088, 2012.<\/strong><\/p>\n Reciba acceso completo a m\u00e1s de 35 a\u00f1os de archivos<\/strong>, as\u00ed como a TS Digest<\/em><\/strong>, ediciones digitales de The Scientist<\/em><\/strong>, art\u00edculos destacados<\/strong> y mucho m\u00e1s. \u00danase para gratis hoy\u00bfYa eres miembro?Iniciar sesi\u00f3n aqu\u00ed<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" FLICKR, WILLIAM WARBY Muchos organismos exhiben ritmos circadianos: relojes biol\u00f3gicos internos que regulan los cambios diarios en el metabolismo, la fisiolog\u00eda y el comportamiento. 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