Vídeo: Andar voando: o que acontece com a proteína dentro de uma célula viva
2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14
Muitos nem mesmo suspeitam de como processos verdadeiramente surpreendentes estão ocorrendo dentro de nós. Eu sugiro que você olhe mais além no mundo microscópico, que você só conseguiu ver com o advento dos microscópios eletrônicos de última geração.
Em 2007, pesquisadores japoneses foram capazes de observar sob um microscópio o trabalho de um dos "motores moleculares" de uma célula viva - a proteína ambulante miosina V, que pode se mover ativamente ao longo das fibras de actina e arrastar os pesos ligados a ela. Cada etapa da miosina V começa com o fato de que uma de suas "pernas" (costas) é separada do filamento de actina. Em seguida, a segunda perna dobra para a frente, e a primeira gira livremente na "dobradiça" que conecta as pernas da molécula, até que acidentalmente toque o filamento de actina. O resultado final do movimento caótico da primeira perna acaba sendo estritamente determinado devido à posição fixa da segunda.
Vamos descobrir mais sobre isso …
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Quaisquer movimentos ativos realizados por organismos vivos (desde o movimento dos cromossomos durante a divisão celular até as contrações musculares) são baseados no trabalho de "motores moleculares" - complexos de proteínas, partes dos quais são capazes de se mover em relação umas às outras. Em organismos superiores, os motores moleculares mais importantes são as moléculas de miosina de vários tipos (I, II, III, etc., até XVII), que são capazes de se mover ativamente ao longo das fibras de actina.
Muitos "motores moleculares", incluindo a miosina V, usam o princípio do movimento de andar. Eles se movem em etapas discretas de aproximadamente o mesmo comprimento, e alternadamente uma ou outra das duas "pernas" da molécula está na frente. No entanto, muitos detalhes desse processo permanecem obscuros.
Pesquisadores do Departamento de Física da Universidade Waseda em Tóquio desenvolveram uma técnica que permite observar o trabalho da miosina V em tempo real sob um microscópio. Para fazer isso, eles construíram uma miosina V modificada, na qual as hastes das pernas têm a propriedade de se "colar" firmemente aos microtúbulos de tubulina.
Ao adicionar fragmentos de microtúbulos à solução de miosina V modificada, os cientistas obtiveram vários complexos nos quais um pedaço de um microtúbulo aderiu a apenas uma perna da miosina V, enquanto a outra permaneceu livre. Esses complexos retinham a capacidade de "caminhar" ao longo das fibras de actina, e seus movimentos podiam ser observados, uma vez que os fragmentos dos microtúbulos são muito maiores que a própria miosina e, além disso, foram marcados com marcadores fluorescentes. Nesse caso, foram utilizados dois delineamentos experimentais: em um caso, uma fibra de actina foi fixada no espaço, e as observações foram realizadas sobre o movimento de um fragmento de microtúbulo, e no segundo, um microtúbulo foi fixado e o movimento de um fragmento de fibra de actina foi observado.
Como resultado, a “marcha” da miosina V foi estudada em grande detalhe (veja a primeira figura). Cada etapa começa com a parte “posterior” da miosina se separando da fibra de actina. Então, essa perna, que permanece presa à fibra, se inclina bruscamente para a frente. É neste momento que a energia é consumida (ocorre a hidrólise do ATP). Depois disso, a perna “livre” (verde nas figuras) começa a oscilar caoticamente na dobradiça. Isso nada mais é do que movimento browniano. Ao mesmo tempo, aliás, os cientistas conseguiram mostrar pela primeira vez que a dobradiça que conecta as pernas da miosina V não restringe seus movimentos em nada. Mais cedo ou mais tarde, a perna verde toca a extremidade do filamento de actina e se liga a ele. O local onde ele se prenderá à corda (e, portanto, o comprimento da passada) é inteiramente determinado pela inclinação fixa da perna azul.
No experimento, a busca pelo filamento de actina com a perna livre da miosina V levou vários segundos; em uma célula viva, isso aparentemente ocorre mais rápido, pois ali a miosina caminha sem pesos nas pernas. Pesos - por exemplo, vesículas intracelulares rodeadas por membranas - não são fixados nas pernas, mas na parte da molécula, que é representada como uma "cauda" na figura.
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