La célula frente al hierro

Disección molecular de la regulación del hierro intracelular

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El hierro es un metal esencial para los organismos y, a la vez, es tóxico, lo que implica que la disponibilidad intracelular y su almacenamiento deben estar firmemente sujetos a regulación. Desde los organismos procariotas (bacterias) hasta los organismos superiores más complejos, la falta de hierro desencadena complicadas respuestas genéticas para promover la absorción de hierro intracelular y su aprovechamiento.

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UPF / El Grupo de Investigación en Estrés Oxidativo y Ciclo Celular del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud (CEXS) de la UPF, que lidera Elena Hidalgo conjuntamente con José Ayté , ambos coautores de un trabajo que se ha publicado en la revista PLOS Genetics este mes de marzo, ha estudiado la respuesta de la levadura Schizosaccharomyces pombe para hacer frente a la privación del hierro y los diferentes tipos de regulación de los programas celulares de expresión génica. Los investigadores postdoctorales Javier Encinar del Dedo y Natalia Gabrielli son primeros autores de este trabajo.

En este estudio, los autores han hecho una “disección molecular completa de los componentes y los acontecimientos que rigen esta cascada de señalización celular en la levadura S. pombe”, ha explicado Hidalgo.

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La célula se adapta según sea la biodisponibilidad de hierro

Cada tipo celular responde de maneras diferentes a la escasez de hierro. En los organismos eucariotas, como el unicelular S. pombe, dos represores transcripcionales, PHP4 y Fep1, se encargan de regular este proceso, bloqueando el consumo / almacenamiento e induciendo a la importación de hierro, respectivamente, de manera que cuando escasea este metal tan necesario PHP4 debe activarse y Fep1 se debe inactivar.

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Un único complejo proteico, Grx4-Fra2, se encarga de regular los dos represores. Así, el dímero de proteínas Grx4-Fra2, en que el hierro es un elemento esencial en su estructura, detecta el agotamiento de este metal en el interior celular y activa PHP4 e inactiva Fep1, con el objetivo final de inducir una respuesta adaptativa de supervivencia a la escasez de hierro.

Hidalgo y Ayté destacan, “todas las proteínas de estas cascadas de señalización (Grx4, Fra2, Fep1 y PHP4) contienen hierro en su estructura, de forma que pueden captar su carencia por pérdida directa del metal de su propia molécula”.

Estos complejos mecanismos moleculares ayudan a la célula a que se adapte a fluctuaciones de este metal tóxico, por lo que sólo se activa su importación cuando hay escasez de hierro, y de esta manera se evita la toxicidad de su acumulación.

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Trabajo de referencia:

Encinar del Dedo J, Gabrielli N, Carmona M, Ayté J, Hidalgo E., (2015), ” A cascade of iron-containing proteins gobiernos the genetic iron Starvation response to promote iron uptake and inhibido iron storage in fissionyeast“, PLOS Genetics ,25; 11 (3): e1005106. doi: 10.1371 / journal.pgen.1005106.

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