Eliminación De Basura Celular

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Las células se basan en unos cuantos sistemas de eliminación de basura diferentes para mantenerse ordenados y para funcionar correctamente.

Las células se basan en los sistemas de eliminación de basura para mantener sus interiores limpios y ordenados. Si no fuera por estos sistemas, las células podrían verse como depósitos de chatarra microscópicos, y peor aún, podrían no funcionar correctamente.

Por lo tanto, la limpieza constante es un proceso biológico crucial, y si sale mal, puede causar serios problemas. Los científicos financiados por los Institutos Nacionales de la Salud, por lo tanto, están trabajando para comprender los servicios de limpieza de la célula para encontrar formas de combatir estas disfunciones.

Basurero

Uno de los procesadores de basura de la célula se llama proteasoma. Descompone las proteínas, los bloques de construcción y las mini máquinas que componen muchas partes celulares. El proteasoma en forma de barril desmonta proteínas dañadas o no deseadas, rompiéndolas en partes que la célula puede reutilizar para crear nuevas proteínas. De esta manera, el proteasoma es tanto una planta de reciclaje como un depósito de basura.

¿Cómo sabe la célula qué proteínas conservar y cuáles desechar? El Premio Nobel de química de 2004 fue otorgado a tres científicos por responder a esa pregunta. Descubrieron que la célula etiqueta su desecho con una pequeña etiqueta de proteína llamada ubiquitina. Una vez que una proteína tiene la etiqueta de la ubiquitina, el proteasoma puede agarrarla, ponerla dentro del barril, romperla y soltar las piezas.

Debido a que enfermedades como el Alzheimer implican la acumulación de proteínas en exceso, los investigadores están tratando de desarrollar medicamentos para ayudar al proteasoma. Esperan que tal tratamiento mantenga a las células del cerebro limpias y saludables.

Los científicos también están interesados ​​en diseñar medicamentos que apaguen el proteasoma. Las células cancerosas, por ejemplo, producen una gran cantidad de proteínas anormales que sus proteasomas deben eliminar. Un medicamento que obstruye el proteasoma podría evitar que las células cancerosas reciclan su propia basura, dejándolos sin recursos reutilizables para la supervivencia y el crecimiento. Este es el enfoque detrás del fármaco inhibidor del proteasoma bortezomib, que se utiliza para el cáncer de la sangre mieloma múltiple.

Los lisosomas tienen poderosas enzimas y ácidos para digerir y reciclar los materiales celulares.

Los lisosomas tienen poderosas enzimas y ácidos para digerir y reciclar los materiales celulares.

Crédito: Judith Stoffer

Estomago celular

Las proteínas no son el único tipo de residuo celular. Las células también tienen que reciclar compartimentos llamados orgánulos cuando se vuelven viejos y desgastados. Para esta tarea, dependen de un orgánulo llamado lisosoma, que funciona como un estómago celular. Al contener ácido y varios tipos de enzimas digestivas, los lisosomas digieren orgánulos no deseados en un proceso denominado autofagia, de las palabras griegas "auto" y "comer". El lisosoma multipropósito también procesa proteínas, bacterias y otros "alimentos" que la célula ha engullido.

La incapacidad de producir una de las enzimas lisosomales puede llevar a una enfermedad rara y potencialmente mortal llamada enfermedad de almacenamiento lisosomal. Hay más de 40 enfermedades de almacenamiento lisosomal diferentes, dependiendo del tipo de basura que no esté procesada. Estas enfermedades pueden afectar a muchos órganos, incluyendo el cerebro, el corazón y los huesos.

Los lisosomas también engullen virus, una actividad importante para combatir infecciones. Un medicamento que activa los lisosomas protege a los ratones de enfermedades como el virus del Nilo Occidental. Es posible que los mismos medicamentos o medicamentos similares puedan tratar enfermedades en las que se acumula la basura celular, como el Alzheimer y otras enfermedades del envejecimiento.

La proteína priónica forma agregados que se acumulan en el cerebro.

La proteína priónica forma agregados que se acumulan en el cerebro.

Crédito: Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de los NIH / Rocky Mountain Laboratories.

Pila de chatarra

Mientras que las células utilizan principalmente proteasomas y lisosomas, tienen un par de otras opciones para la eliminación de basura.

A veces simplemente se aferran a su basura, realizando el equivalente celular de barrerla debajo de la alfombra. Los científicos proponen que la célula puede apilar todas las proteínas no deseadas juntas en un globo llamado un agregado para evitar que engullen la maquinaria celular normal.

Por ejemplo, una proteína llamada polipéptido amiloide de los islotes se acumula en agregados en el páncreas de personas con diabetes tipo 2. Otras proteínas forman agregados en ciertas enfermedades del cerebro. Los científicos todavía están tratando de entender qué hacen estas pilas de basura y si son útiles o dañinas.

Si la basura no puede ser digerida por los lisosomas, la célula a veces puede escupirla en un proceso llamado exocitosis. Una vez fuera de la celda, la basura puede encontrar enzimas que la pueden desarmar, o simplemente puede formar una pila de basura llamada placa. Desafortunadamente, estas placas fuera de la célula también pueden ser dañinas.

La célula también tiene formas de desechar algunos venenos que entran. Esto significa que las células cancerosas pueden bombear los medicamentos contra el cáncer que están destinados a destruirlos, y las bacterias pueden hacer lo mismo con los antibióticos. Los científicos están estudiando cómo funcionan estas bombas, buscando maneras de mantener los medicamentos dentro donde puedan hacer su trabajo.

El estudio adicional de las muchas maneras en que las células sacan la basura podría llevar a nuevos enfoques para mantenerlas saludables y prevenir o tratar enfermedades.

Este artículo de Inside Life Science se proporcionó a WordsSideKick.com en cooperación con el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, que forma parte de los Institutos Nacionales de la Salud.

Aprende más:

Dentro de la celda Folleto

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Cilios: Las Escobas De La Biología

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El suicidio celular: una parte esencial de la vida


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