Científicos descubren una estructura escondida dentro de las células vegetales

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Científicos descubren una estructura escondida dentro de las células vegetales

Peroxisomas de células vegetales de Arabidopsis thaliana de 4 días de edad. (Wright y Bartel, Nature Communication, 2020)

El conocimiento humano avanza cada día, y a veces ese conocimiento es sobre los lugares que menos imaginamos. Una investigación publicada en Nature Communications describe una estructura previamente desconocida dentro de los orgánulos en las células.

El orgánulo se llama peroxisoma, y es una membrana en forma de burbuja llena de una matriz de proteína granular llamada lumen. La función de estos órganos celulares bastante pequeños está relacionada con la descomposición y síntesis de moléculas.

Los peroxisomas flotan alrededor de las células de todos los organismos multicelulares eliminando moléculas reactivas que contienen oxígeno y ayudando a descomponer las grasas. En los seres humanos y otros mamíferos, tienen solo 0,1 micrómetros, por lo que son muy difíciles de observar, incluso con microscopios de alta potencia.

“Los peroxisomas en las células de levadura y mamíferos son más pequeños que la resolución de la luz”, explica el bioquímico de la Universidad de Rice, Zachary Wright. “Con la microscopía de fluorescencia, solo se podía ver un punto. Ese es solo el límite que puede hacer la luz”.  

Vesículas menos que microscópicas

Es dentro de los peroxisomas de las células vegetales que los investigadores encontraron vesículas. Wright estaba estudiando la planta Arabidopsis thaliana cuando descubrió estructuras inesperadas dentro del peroxisoma.

La Arabidopsis tiene peroxisomas realmente grandes. En las plántulas, pueden tener entre 9 y 12 micrómetros,  que es lo suficientemente grande no solo para distinguirlos claramente bajo un microscopio, sino para mirar dentro de ellos.

“Las proteínas fluorescentes brillantes, en combinación con peroxisomas mucho más grandes en Arabidopsis, hicieron que fuera extremadamente evidente y mucho más fácil de ver”, dijo Wright. “Revisé la literatura antigua sobre los peroxisomas de los años 60 y vi que habían observado cosas similares y simplemente no las entendían”, añadió.

Wright descubrió que además de la membrana normal que conocíamos, también hay muchas otras membranas dentro del orgánulo, también conocidas como vesículas. Estas vesículas flotan a través del lumen y se utilizan normalmente para transportar moléculas alrededor de la célula o dentro del orgánulo. Mantienen las moléculas escondidas de forma segura en un capullo hermético donde no pueden reaccionar con otras partes de la célula.  

«Nuestros hallazgos desafían la visión de larga data de los peroxisomas como simples orgánulos de membrana única”, escribió el equipo en su nuevo artículo. “[Además] pueden ayudar a abordar cuestiones fundamentales en la función y evolución de los peroxisomas”, agregó.

Más investigaciones

Aunque el descubrimiento ha sido emocionante, aún se tendrán que hacer más investigaciones. En especial, los investigadores quieren confirmar que las vesículas de peroxisoma recién encontradas también se encuentran en células humanas, y saber lo que realmente están haciendo. A pesar de esto, ya tienen un par de ideas.

“Cuando piensas en un tipo tradicional de reacción bioquímica, simplemente tenemos un sustrato flotando en el entorno acuático de una célula, el lumen, e interactuando con las enzimas; eso no funciona tan bien si tienes algo que no ‘quiere’ estar en el agua”, explicó Wright.

“Entonces, si está utilizando estas membranas para solubilizar los metabolitos insolubles en agua y permitir un mejor acceso a las enzimas lumenales, puede representar una estrategia general para tratar de manera más eficiente ese tipo de metabolismo”, finalizó el investigador.

Los humanos aún desconocemos mucho el mundo microscópico. Durante bastante tiempo se pensó que la estructura de las bacterias era simple, pero una investigación publicada en PNAS a mediados de este año descubrió que las bacterias tenían «órganos».

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