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Dentro das células, gotículas moleculares formam compartimentos definidos para reações químicas. Não apenas interações pegajosas entre moléculas, mas também reações dinâmicas podem formar tais gotículas, como foi descoberto por pesquisadores do Instituto Max Planck de Dinâmica e Auto-Organização (MPI-DS) e da Universidade de Oxford. Eles revelaram um novo mecanismo regulador pelo qual a vida se controla e se organiza.
Tradicionalmente, as organelas celulares definidas por uma membrana têm sido consideradas as unidades funcionais de uma célula. Nos últimos anos, foi demonstrado que também gotículas moleculares formadas dentro da célula fornecem um microambiente para reações importantes. Essas gotículas não são envolvidas por uma membrana e surgem da separação de fases. Assim, eles se formam dinamicamente e podem ser regulados de acordo com as necessidades da célula.
Drives fora do equilíbrio podem induzir a formação de gotículas
No departamento de Física da Matéria Viva, o diretor administrativo Ramin Golestanian e colegas de trabalho pretendem revelar os princípios organizacionais da matéria viva. “A formação de gotículas nas células até agora foi atribuída a interações atrativas e pegajosas entre moléculas – semelhante à forma como as gotículas se formam em sistemas de equilíbrio não vivos, como gotículas de óleo em um vinagrete”, explica Jaime Agudo-Canalejo, grupo líder do MPI-DS. “Descobrimos agora que o impulso de desequilíbrio fornecido por reações enzimáticas pode causar a formação de gotículas ricas em enzimas, mesmo sem qualquer viscosidade. Em vez disso, as enzimas são empurradas umas contra as outras pelos fluxos químicos que criam”, continua ele.
Os pesquisadores exploraram esse novo mecanismo formulando um modelo no qual é descrito o efeito de uma reação enzimática multicomponente no microambiente. Eles também consideraram o mecanismo de feedback subjacente devido ao qual a separação de fases induzida pode, por sua vez, afetar a reação enzimática inicial. “Quando a atividade enzimática fica muito intensa, ocorre a separação de fases e age para reduzi-la, proporcionando uma nova forma de autorregulação”, diz Matthew Cotton, primeiro autor do estudo. Essa interação complexa de interações moleculares pode fornecer um ambiente dinâmico para processos celulares. Assim, o modelo acrescenta mais uma peça ao complexo quebra-cabeça de como a vida é capaz de se organizar.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Instituto Max Planck de Dinâmica e Auto-Organização. Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.
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