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Células eucarióticas – aquelas que compõem a maior parte da vida como a conhecemos, incluindo todos os animais, plantas e fungos – são objetos altamente estruturados.
Essas células montam e mantêm seus próprios bits internos menores: as organelas ligadas à membrana como núcleos, que armazenam informações genéticas, ou mitocôndrias, que produzem energia química. Mas ainda há muito a aprender sobre como eles se organizam nesses compartimentos espaciais.
Físicos da Universidade de Washington em St. Louis conduziram novos experimentos que mostram que as células eucarióticas podem controlar de forma robusta as flutuações médias no tamanho da organela. Ao demonstrar que os tamanhos das organelas obedecem a uma relação de escala universal que os cientistas prevêem teoricamente, sua nova estrutura sugere que as organelas crescem em rajadas aleatórias a partir de um conjunto limitado de blocos de construção.
O estudo foi publicado em 6 de janeiro na Cartas de revisão física.
“Em nosso trabalho, sugerimos que as etapas pelas quais as organelas crescem – longe de ser uma montagem ordenada ‘tijolo por tijolo’ – ocorrem em rajadas estocásticas”, disse Shankar Mukherji, professor assistente de física em Artes e Ciências. .
“Tais rajadas limitam fundamentalmente a precisão com que o tamanho da organela é controlado, mas também mantém o ruído no tamanho da organela dentro de uma janela estreita”, disse Mukherji. “O crescimento em explosão fornece um mecanismo biofísico geral pelo qual as células podem manter, em média, tamanhos de organelas confiáveis, mas plásticos”.
As organelas devem ser flexíveis o suficiente para permitir que as células cresçam ou encolham conforme a demanda do ambiente. Ainda assim, o tamanho das organelas deve ser mantido dentro de certos limites. Os biólogos identificaram anteriormente certos fatores moleculares que regulam os tamanhos das organelas, mas este estudo fornece novos insights sobre os princípios quantitativos subjacentes ao controle do tamanho das organelas.
Embora este estudo tenha usado levedura de brotamento como organismo modelo, a equipe está animada para explorar como esses mecanismos de montagem são utilizados em diferentes espécies e tipos de células. Mukherji disse que planeja examinar o que esses padrões de robustez podem nos ensinar sobre como aproveitar a montagem de organelas para aplicações de bioengenharia e como detectar defeitos na biogênese de organelas no contexto da doença.
“O padrão de robustez do tamanho da organela é compartilhado entre a levedura em brotamento e as células iPS humanas”, disse Mukherji. “Os mecanismos moleculares subjacentes que produzem essas rajadas ainda não foram totalmente elucidados e provavelmente são específicos de organelas e potencialmente específicos de espécies”.
Financiamento: Esta pesquisa foi financiada pelos Institutos Nacionais de Saúde (NIH R35GM142704).
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Washington em St. Louis. Original escrito por Talia Ogliore. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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