Criptocromo
Los criptocromos (del griego κρυπτό χρώμα, "color oculto") son una clase de fotorreceptores de luz azul de plantas y animales. Constituyen una familia de flavoproteínas que regulan la germinación, elongación, fotoperiodicidad, y otras respuestas en las plantas superiores. Los criptocromos también están involucrados en el ritmo circadiano de plantas y animales, y en la detección de campos magnéticos en algunas especies. La luz azul también media el fototropismo, pero esta respuesta tiene su propio conjunto de fotorreceptores, las fototropinas. A diferencia de estas últimas y de los fitocromos, los criptocromos no son quinasas.
| Criptocromo | ||||
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| Estructuras disponibles | ||||
| PDB | Buscar ortólogos: PDBe, RCSB | |||
| Identificadores | ||||
| Símbolos | CRY1 (HGNC: 2384) PHLL1 | |||
| Identificadores externos | ||||
| Locus | Cr. 12 q23-q24.1 | |||
| Ortólogos | ||||
| Especies |
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| Entrez |
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| RefSeq (ARNm) |
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| Criptocromo | ||||
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| Estructuras disponibles | ||||
| PDB | Buscar ortólogos: PDBe, RCSB | |||
| Identificadores | ||||
| Símbolo | CRY2 (HGNC: 2385) | |||
| Identificadores externos | ||||
| Locus | Cr. 11 p11.2 | |||
| Ortólogos | ||||
| Especies |
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| Entrez |
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| UniProt |
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| RefSeq (ARNm) |
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Evolución
Evolutivamente los criptocromos son muy antiguos y se encuentran muy conservados. Son derivados y estrechamente relacionados con la fotoliasa, una enzima bacteriana que se activa por la luz y participa en la reparación de los daños al ADN. En los eucariotas los criptocromos han perdido su actividad enzimática original. Los genes que codifican para dos criptocromos, CRY1 y CRY2, se encuentran en muchas especies, incluso en humanos en los cromosomas 11 y 12.
Mecanismos de captura de la luz
Los criptocromos poseen dos cromóforos: la pterina (en forma de ácido 5,10-metenil-6 ,7,8-tri-hidrofólico (MHF)) y flavina (en forma de flavín adenín dinucleótido (FAD)). Ambos pueden absorber un fotón, en la planta Arabidopsis thaliana la pterina absorbe en una longitud de onda de 380nm y la flavina a 450 nm. La energía es capturada por la pterina y transferida a la flavina.[1] FAD se reduce a FADH, que probablemente media la fosforilación de cierto dominio en el criptocromo. Esto puede provocar una cadena de transducción de señales, que posiblemente afectan la regulación de genes en el núcleo de la célula.
Función en el ritmo circadiano
Estudios en animales y plantas sugieren que los criptocromos desempeñan un papel fundamental en la generación y mantenimiento de los ritmos circadianos.[2] En los corales forman parte del mecanismo que desencadenan la coordinación de desove para unas pocas noches después de una luna llena en primavera.[3]
Función en la magnetocepción
Los criptocromos en las neuronas fotorreceptoras de los ojos de las aves están involucradas en la orientación magnética durante la migración.[4] Los criptocromos son también esenciales para las capacidades dependientes de la luz en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster para sensar campos magnéticos.[5] Además, los campos magnéticos afectan los criptocromos en la planta Arabidopsis thaliana: el crecimiento se ve afectado por campos magnéticos en presencia de luz azul.[6] De acuerdo a un modelo, el criptocromo cuando es expuestos a la luz azul forma un par de radicales donde el espín de los dos electrones desapareados está correlacionado. El campo magnético que lo rodea afecta el tipo de correlación (paralela o anti-paralela), y esto a su vez afecta la cantidad de tiempo que el criptocromo permanece en su estado activado. La activación del criptocromo puede afectar la sensibilidad a la luz de las neuronas de la retina, llevando a que el animal pueda "ver" el campo magnético.[7]
Referencias
- Hoang, Nathalie; Jean-Pierre Bouly, Margaret Ahmad (1 de enero de 2008). «Evidence of a Light-Sensing Role for Folate in Arabidopsis Cryptochrome Blue-Light Receptors». Mol Plant 1 (1): 68-74. doi:10.1093/mp/ssm008. Archivado desde el original el 27 de agosto de 2008. Consultado el 5 de agosto de 2009.
- Klarsfeld, Andre; Sebastien Malpel, Christine Michard-Vanhee, Marie Picot, Elisabeth Chelot, Francois Rouyer (febrero de 2004). «Novel features of chryptochrome-mediated photoreception in the brain circadian clock of Drosphila.». Journal of Neuroscience 24 (6): 1468-1477. doi:10.1523/JNEUROSCI.3661-03.2004.
- Levy, O.; Appelbaum L., Leggat W., Gothlif Y., Hayward D.C., Miller D.J., Hoegh-Guldberg O. (19 de octubre de 2007). «Light-responsive cryptochromes from a simple multicellular animal, the coral acropora millepora» (abstract). Science 318 (5849): 467-470. PMID 17947585. doi:10.1126/science.1145432.
- Heyers, Dominik; Martina Manns, Harald Luksch, Onur Güntürkün, Henrik Mouritsen (septiembre de 2007). «A visual pathway links brain structures active during magnetic compass orientation in migratory birds». PLos ONE 2 (9): e937. doi:10.1371/journal.pone.0000937.
- Gegear, Robert J.; Amy Casselman, Scott Waddell, Steven M. Reppert (agosto de 2008). «Cryptochrome mediates light-dependent magnetosensitivity in Drosophila». Nature 454: 1014-1018. doi:10.1038/nature07183. Archivado desde el original el 29 de junio de 2011. Consultado el 5 de agosto de 2009.
- Scientists discover molecule behind birds' magnetic sense Archivado el 25 de mayo de 2008 en Wayback Machine., CORDIS News, 11 September 2006.
- Cryptochrome and Magnetic Sensing, Theoretical and Computational Biophysics Group at the University of Illinois at Urbana-Champaign.
Enlaces externos
- Cryptochrome circadian clock in Monarch Butterflies Archivado el 21 de noviembre de 2011 en Wayback Machine., por Steven M. Reppert, Departamento de Neurobiología, Universidad de Massachusetts
- Cryptochrome and Magnetic Sensing, Theoretical and Computational Biophysics Group de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
- 2IJG en el Protein Data Bank; estructura 3-D del criptocromo 3 de Arabidopsis, obtenido por cristalografía de rayos X.
Datos: Q85754737
Multimedia: Cryptochrome / Q85754737