Citoesqueleto
La alfa actinina o actinina α es una proteína de unión a actina especialmente abundante en lossarcómeros del músculo esquelético. En las células eucariotas, la alfa actinina se asocia a la actina-tropomiosina en fases tempranas de la diferenciación, participando en el establecimiento de la red de microfilamentos. Además, la alfa actinina interviene junto con las cateninas y lascadherinas en la comunicación entre el exterior celular (esto es, con las estructuras de adhesión celular y el citoesqueleto.
Arc es un gen que codifica para una proteína asociada al citoesqueleto regulada por actividad (Activity-Regulated Cytoskeleton-associated protein). También conocido como Arg3.1, Arc forma parte de la familia de genes de expresión inmediata-temprana.
Historia
Gen Arc
El gen de Arc se localiza en el cromosoma 15 del ratón, en el cromosoma 7 de la rata y en el cromosoma 8 del humano. Su secuencia está conservada en diferentes especies de vertebrados. Este gen presenta secuencias de unión a factores de transcripción como el elemento de respuesta al suero (por sus siglas en inglés SRE), aguas arriba del sitio de inicio del gen a ~1.5kb, ~6.5kb y en el elemento de respuesta a la actividad sináptica (por sus siglas en inglés SARE) que se encuentra a ~7kb, donde también se encuentra el factor potenciador de miocitos 2 (MEF2) y un elemento de unión a proteína en respuesta a AMP cíclico.
Proteína Arc
La proteína de Arc es una proteína efectora que presenta homología con proteínas del citoesqueleto.
Estudios previos habían revelado que Arc estaba implicada en lamemoria a largo plazo, dado que cuando a un ratón le faltaba la proteína era capaz de aprender nuevas tareas pero no las recordaba al día siguiente.
El nuevo trabajo, dirigido por el investigador Steve Finkbeiner, profesor de Neurología y Fisiología en la Universidad de California, ha profundizado en el funcionamiento interno de las sinapsis, es decir, las uniones altamente especializadas que procesan y transmiten información entre las neuronas. La mayoría de las sinapsis de nuestro cerebro no se crean durante el desarrollo temprano del cerebro, sino pueden formarse, romperse y fortalecerse a lo largo de nuestra vida. Las sinapsis que son más activas se hacen más fuertes, un proceso que es esencial para almacenar nuevos recuerdos.
En experimentos de laboratorio, primero en modelos animales y a continuación en placas de Petri, los científicos hicieron un seguimiento de los movimientos de Arc y descubrieron que cuando las neuronas individuales son estimuladas durante el aprendizaje, Arc comienza a acumularse en las sinapsis, pero que inmediatamente después se traslada al núcleo de la neurona. "Una mirada más cercana reveló tres regiones dentro de la proteína Arc que dirigen sus movimientos: una exporta Arc de un núcleo, otra lo transporta al núcleo y una tercera lo mantiene allí", explica Erica Korb, coautora del estudio. Que este sistema sea tan complejo y esté estrechamente regulado pone en evidencia que el proceso es biológicamente importante.
El nuevo trabajo, dirigido por el investigador Steve Finkbeiner, profesor de Neurología y Fisiología en la Universidad de California, ha profundizado en el funcionamiento interno de las sinapsis, es decir, las uniones altamente especializadas que procesan y transmiten información entre las neuronas. La mayoría de las sinapsis de nuestro cerebro no se crean durante el desarrollo temprano del cerebro, sino pueden formarse, romperse y fortalecerse a lo largo de nuestra vida. Las sinapsis que son más activas se hacen más fuertes, un proceso que es esencial para almacenar nuevos recuerdos.
En experimentos de laboratorio, primero en modelos animales y a continuación en placas de Petri, los científicos hicieron un seguimiento de los movimientos de Arc y descubrieron que cuando las neuronas individuales son estimuladas durante el aprendizaje, Arc comienza a acumularse en las sinapsis, pero que inmediatamente después se traslada al núcleo de la neurona. "Una mirada más cercana reveló tres regiones dentro de la proteína Arc que dirigen sus movimientos: una exporta Arc de un núcleo, otra lo transporta al núcleo y una tercera lo mantiene allí", explica Erica Korb, coautora del estudio. Que este sistema sea tan complejo y esté estrechamente regulado pone en evidencia que el proceso es biológicamente importante.
De hecho, los experimentos del equipo revelaron que Arc actuó como un regulador maestro de todo el proceso de escalado homeostático, es decir, el mecanismo que permite a las neuronas individuales fortalecer las nuevas conexiones sinápticas que han permitido formar recuerdos al mismo tiempo que protege a las neuronas de demasiada excitación (que podría provocar ataques epilépticos). Durante la formación de la memoria, ciertos genes deben activarse y desactivarse en ocasiones muy específicas con el fin de generar las proteínas que ayudan a las neuronas a establecer nuevos recuerdos. Desde el interior del núcleo, los autores encontraron que es Arc quien dirige este proceso y permite que el aprendizaje se traduzca en memoria a largo plazo.
Los científicos descubrieron recientemente que Arc está agotado en el hipocampo o centro cerebral de la memoria en enfermos de alzhéimer. Disfunciones en la producción y el transporte de Arc también puede ser un elemento importante en el autismo.
Los científicos descubrieron recientemente que Arc está agotado en el hipocampo o centro cerebral de la memoria en enfermos de alzhéimer. Disfunciones en la producción y el transporte de Arc también puede ser un elemento importante en el autismo.
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