Científicos descubren un sistema de alarma oculto en las células

Investigadores de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich revelaron que los ribosomas, conocidos principalmente por su función en la síntesis de proteínas, también actúan como un sistema de alarma en las células. Cuando los ribosomas colisionan debido a condiciones adversas, envían señales de estrés que activan una molécula llamada ZAK. Este descubrimiento, publicado en la revista Nature, proporciona una nueva perspectiva sobre cómo las células detectan y responden rápidamente a situaciones problemáticas.

Los ribosomas son esenciales para la producción de proteínas, ya que se unen al ARN mensajero (ARNm) y traducen el código genético para ensamblar aminoácidos en nuevas proteínas. Sin embargo, su función va más allá de la simple síntesis. En situaciones de estrés celular, como la escasez de aminoácidos, el daño en el ARNm o infecciones virales, los ribosomas pueden detenerse y chocar entre sí. Este fenómeno activa lo que se conoce como la respuesta al estrés ribotóxico (RSR), que puede llevar a la reparación del daño o, en casos extremos, a la muerte celular programada.

El papel de ZAK es crucial en este proceso. Se trata de una quinasa, un tipo de enzima que activa otras moléculas mediante la transferencia de grupos fosfato. Hasta ahora, no estaba claro cómo ZAK detectaba las colisiones de los ribosomas y utilizaba esa información para activar las vías de señalización necesarias. Mediante una combinación de experimentos bioquímicos y microscopía crioelectrónica, el equipo de investigación demostró que las colisiones de ribosomas son la principal señal que activa a ZAK.

Los científicos identificaron cómo ZAK se une a los ribosomas y qué características estructurales de los ribosomas colisionados son necesarias para su activación. Descubrieron que ZAK interactúa con proteínas ribosomales específicas, lo que provoca que ciertas regiones de ZAK se dimericen, es decir, que dos copias de la proteína se emparejen. Esta unión inicia una cascada de señalización celular.

El profesor Roland Beckmann, líder del estudio, destacó la importancia de comprender estos mecanismos. Según él, ZAK actúa en una de las etapas más tempranas de la respuesta al estrés, por lo que entender cómo reconoce las colisiones de ribosomas ofrece información valiosa sobre cómo las células detectan perturbaciones de manera rápida y eficiente. Además, esto ayuda a explicar cómo el control de calidad ribosomal, las redes de señalización y el sistema inmunológico coordinan sus respuestas.

La relevancia médica de ZAK es notable, ya que una actividad anormal de esta proteína se asocia con enfermedades inflamatorias y estrés ribosomal persistente. "Nuestros hallazgos iluminan un principio central de la biología del estrés en eucariotas", afirmó Beckmann. "La maquinaria de traducción misma sirve como una plataforma de vigilancia desde la cual se inician señales de estrés globales".

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