A existência de organelas sem membrana é uma das características intrigantes e fundamentais da biologia celular. Organelas líquidas, também conhecidas como condensados ​​biomoleculares, são compartimentos subcelulares formados pela separação de fases de macromoléculas como proteínas e RNA. Esses compartimentos atendem a diversas funções celulares, desde o tráfego de membrana até o processamento de RNA. Uma questão fundamental na biologia celular é como estas organelas líquidas, que não possuem uma membrana circundante, mantêm a sua integridade e evitam fundir-se umas com as outras no ambiente lotado da célula. Vários mecanismos foram propostos para explicar a coexistência de organelas líquidas:

Separação de fases: A separação de fases líquido-líquido é impulsionada por interações fracas entre macromoléculas específicas, como proteínas intrinsecamente desordenadas e moléculas de RNA. Este processo resulta na formação de gotículas concentradas dentro da célula que são distintas do citoplasma circundante.

Proteínas de andaime: Algumas proteínas atuam como estruturas ou organizadores que facilitam a montagem e estabilidade de organelas líquidas. Essas proteínas fornecem uma estrutura estrutural que mantém unidos os componentes da organela líquida e evita que eles se dispersem. Os exemplos incluem proteínas de estrutura como FUS e TDP-43 em grânulos de estresse.

Efeitos de carga: Moléculas carregadas, incluindo RNA e certas proteínas, podem contribuir para a estabilidade de organelas líquidas através de interações eletrostáticas. Moléculas com carga oposta atraem e formam complexos que promovem a formação e manutenção de gotículas com fases separadas.

Interfaces líquido-líquido: As interfaces entre diferentes organelas líquidas podem atuar como barreiras que impedem sua fusão. Essas interfaces podem ser estabilizadas por vários fatores, incluindo alterações na tensão superficial, interações moleculares específicas ou presença de proteínas associadas à membrana.

Modificações pós-tradução: A regulação dinâmica de modificações proteicas, como fosforilação, acetilação e metilação, pode afetar o comportamento de separação de fases das proteínas e influenciar a formação e estabilidade de organelas líquidas. Modificações pós-traducionais podem alterar as interações proteicas e sua tendência a sofrer separação de fases.

Compartimentação celular: A compartimentalização das células em regiões distintas, como o núcleo, o citoplasma e várias organelas ligadas à membrana, pode contribuir ainda mais para a coexistência de organelas líquidas. Diferentes compartimentos celulares proporcionam ambientes únicos com propriedades bioquímicas específicas que influenciam a formação e estabilidade de organelas líquidas.

Esses mecanismos trabalham juntos para manter a organização espacial e a funcionalidade das organelas líquidas dentro das células. As perturbações nestes mecanismos podem levar à fusão aberrante de organelas líquidas, o que tem sido implicado em várias doenças, incluindo distúrbios neurodegenerativos. Compreender os mecanismos que garantem a coexistência de organelas líquidas é crucial para a compreensão da organização e função celular, bem como para o desenvolvimento de potenciais estratégias terapêuticas direcionadas a essas estruturas nas doenças.