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La célula eucariota es la unidad básica de animales y plantas. A través del microscopio parece muy estructurado y subdividido en muchos compartimentos delimitados por membranas. Cada compartimento tiene una función específica, y su membrana está poblada por moléculas específicas. ¿Cómo conserva la célula este asombroso orden interno? y (en ausencia de patologías) no degradarse en un montón informe de moléculas? Tal degradación es contrarrestada por un proceso continuo de clasificación molecular mediante el cual se recolectan moléculas similares y se envían a los destinos 'correctos'. de manera similar a lo que sucede cuando una casa se mantiene limpia y ordenada mediante las tareas diarias. Sigue siendo misterioso sin embargo, cómo una célula viva puede lograr esta tarea sin un supervisor que la dirija.
En una reciente Cartas de revisión física papel, una colaboración de investigadores del Politecnico di Torino, Università di Torino, Instituto Italiano de Medicina Genómica — IIGM, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare — INFN, y el Instituto Landau de Física Teórica (Moscú), plantea la hipótesis de que este proceso de clasificación molecular surge de la combinación de dos mecanismos espontáneos. El primer mecanismo es la propensión de moléculas similares a agregarse en las membranas en forma de 'parches, 'o' gotitas, 'de la misma manera que las gotas de agua se forman en una nube de vapor que se enfría. El segundo mecanismo es la tendencia de tales gotas a doblar la membrana, conduciendo a la formación y posterior desprendimiento de pequeñas vesículas enriquecidas en los componentes moleculares de las gotitas originales. Los diversos compartimentos de la membrana de la célula eucariota actúan así de manera similar a los vasos y tubos de un destilador natural, o alambique, que clasifica y redirige continuamente los componentes moleculares hacia los destinos apropiados.
En el trabajo publicado, este proceso de clasificación molecular se estudia con herramientas matemáticas y simulaciones por computadora, mostrando que la propensión a la agregación es el principal parámetro de control del proceso. Para cada grupo de moléculas existe un valor óptimo de este parámetro (ni demasiado grande, ni demasiado pequeño), de manera que el proceso de clasificación se lleve a cabo con la máxima velocidad posible. Realmente, se necesita cierta propensión a la agregación molecular para impulsar el proceso, pero cuando la propensión a la agregación es demasiado grande, las moléculas se 'congelan' en una gran cantidad de pequeñas gotas que crecen muy lentamente, y el proceso de clasificación general se ralentiza. Las observaciones experimentales de este proceso de destilación en células aisladas de los vasos sanguíneos de los cordones umbilicales humanos confirman esta imagen teórica, y sugieren que la evolución puede haber llevado a las células a trabajar en la región de parámetros óptimos, donde el proceso de clasificación alcanza la máxima eficiencia.
Estos hallazgos son de particular interés, Dado que la mala regulación de la clasificación molecular es un sello distintivo de patologías graves, como el cáncer. La identificación teórica de los parámetros que controlan el proceso es un primer paso importante hacia una mejor comprensión del origen de tales disrupciones y el desarrollo de terapias.