En procariotas, ¿el tiempo de renovación del inventario de proteínas puede ser más largo que el tiempo de generación?

Tomé una clase con Uri Alon usando este libro mientras estaba tomando un año sabático en Boston. Sí, la tasa de degradación de la proteína puede ser mucho más larga que el tiempo de división celular. Por ejemplo, si pone GFP bajo un promotor inducible en E. coli, puede ver que su concentración disminuye en las células después de la inducción aproximadamente a la velocidad esperada por la dilución debida a la división celular. (No hay forma de que la concentración disminuya más lentamente que la velocidad esperada por dilución debido a la división celular).

Un documento muy famoso que recomendaría a todos los estudiantes de Biología es Novick y Weiner 1957. Mostraron que una vez que se indujo el operón lac y se eliminó la lactosa, el transportador de lactosa en la membrana celular se puede pasar a las células hijas, lo que hace son más fáciles de inducir con lactosa. (El trabajo es particularmente impresionante porque pudieron hacer esto sin saber que el transportador existe y sin poder medir directamente la expresión génica.) De manera similar, durante el desarrollo en organismos multicelulares, el destino celular se transfiere a células hijas mediante la retención de factores de transcripción producidos por el padre (así como marcadores epigenéticos). Entonces sí, las concentraciones de proteína residual tienen efectos importantes en las células hijas.

En la degradación de proteínas bacterianas, n-terminal y, en menor grado, los aminoácidos c-terminales pueden afectar en gran medida la velocidad de dicha degradación. Algunos residuos activan esto después de unos minutos, mientras que otros pueden evitar la descomposición durante más de diez horas. En bacterias con tiempos de generación de cortos a medios, puede tomar más tiempo para que ocurra la degradación (es decir, más de diez horas) que para que la célula pase a través de varias generaciones.

La respuesta de Mary Wahl es genial. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que esta suposición probablemente sea incorrecta para muchos procariotas y eucariotas de crecimiento más lento. Las vidas medias medias de las proteínas son del orden de horas o días en la mayoría de los organismos medidos (ver el enlace a continuación), por lo que es importante considerar esta pregunta en el contexto del organismo con el que está trabajando.

Trabajo con un procariota fotosintético llamado Synechococcus elongatus (PCC 7942) que se divide cada 10-12 horas. Al no haber visto datos sobre vidas medias de proteínas, supongo que la vida media promedio es mucho más corta que el tiempo de generación en este sistema. En el caso de las células HeLa, el tiempo de generación es de aproximadamente 1 día y la semivida de proteína promedio es aproximadamente la misma (Cambridge et al, Journal of Proteome Research 2011).

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