Regulación de la expresión génica mediada por el tallo ribosómico de saccharomyces cerevisiae

Resumen

El tallo ribosómico es una estructura esencial, conservada evolutivamente y muy dinámica, localizada en la subunidad mayor del ribosoma, en la entrada del túnel peptídico. El tallo de Sacchamorymces cerevisiae está compuesto por cuatro fosfoproteínas ácidas (P1, P1, P2, P2) con un peso molecular medio de 11 kDa, que forman un pentámero junto con otra proteína llamada P0, de mayor tamaño (34 kDa) y esencial para la viabilidad celular. El tallo está implicado en las interacciones entre el ribosoma y los factores de traducción, sin que se le conozcan otras funciones, exceptuando la variación en el patrón de proteínas expresado dependiendo de su composición protéica. Es posible que estas diferencias sean causadas por la afectación de uno o más factores reguladores de la transcripción y/o traducción. Siguiendo esta hipótesis, se empleó la tecnología de hibridación en microarrays y otras aproximaciones para intentar dilucidar este hipotético mecanismo de regulación de la traducción de mRNAs, buscando el aumento de moléculas de RNA mensajero asociadas a ribosomas traduccionalmente activos, encontrados en estructuras polirribosómicas, en cepas mutantes en el tallo ribosómico. Un pequeño número de genes parecían mostrar diferencias significativas entre la tasa de transcripción y la de traducción en estos mutantes, en comparación con cepas silvestres de control. De hecho, los datos obtenidos a partir de las diferentes plataformas de microarrays y metodologías empleadas, fueron incapaces de rendir los resultados esperados a causa de la insuficiente sensibilidad de la técnica para este propósito. Sin embargo, se detectaron alteraciones en la expresión de genes de las rutas metabólicas del fosfato y de la metionina, así como de un número de genes implicados en procesos de respuesta a esters, mecanismos pseudoapptóticos y relacionados con la mitocondria, que explicarían las características fenotípicas propias de mutantes sin proteínas ácidas asociadas al tallo ribosómico. El análisis comparativo mediante electroforesis bidimensional de las proteínas asociadas a los ribosomas de cepas silvestres y mutantes en tallo ribosómico, mostró diferencias en la capacidad y/o afinidad de asociación del factor EF2 y las proteínas Stm1p y Ssb1p a dichos ribosomas. Las funciones conocidas de estas proteínas pueden constituir la base del sistema de regulación diferencial de la traducción esperado. Otros experimentos nos permitieron desvelar implicaciones de las proteínas ácidas en los mecanismos de asociación entre subunidades ribosómicas, y posteriormente la estabilidad o biosíntesis de las mismas, mediante el desequilibrio entre 60S/40S encontrado en diferentes mutantes de efectivos en éstas proteínas. Estos resultados inesperados sugieren posibles efectos o mecanismos de regulación de las proteínas ácidas del tallo ribosómico sobre el ensamblaje del propio ribosoma y las interacciones entre subunidades, no descritos previamente, y muestran que los diferentes heterodímeros de proteínas ácidas P1/P2 desempeñan funciones distintas durante el proceso de iniciación de síntesis de proteínas.