NOVEDADES CIENTIFICAS

Dra. Lilia Cruz de Montbrun

Caracas, Marzo 19, 2009

Jonathan S Weissman, Ph.D. Universidad de California, San Francisco

Monitoreo de la Producción Celular de Proteínaspor Análisis del Perfil de Ribosomas

(RIBOSOME PROFILING)

Genome-Wide Analysis In Vivo of Translation with Nucleotide Resolution

Using Ribosome Profiling.

www.sciencexpress.org / 12 February 2009 / Page 1 / 10.1126/science.1168978

Autores: Nicholas T. Ingolia, Sina Ghaemmaghami, John R. S. Newman y Jonathan S. Weissman

Ribosome Profiling(Análisis del Perfil de Ribosomas)

Nueva técnica, descrita por los autores, que permite “determinar con gran

precisión y rapidez la identidad y cantidad de cada proteína que está siendo

sintetizada por células vivas en cualquier momento y en respuesta a condiciones

cambiantes”

Análisis del Perfil de Ribosomas(Ribosome Profiling)

Permite capturar y cuantificar en forma dinámica el proceso de síntesis de proteínas que ocurre al realizarse

la traducción del código genético

GENOMA

TRANSCRIPTOMA

PROTEOMA

TRADUCCION DEL CODIGO GENETICOSINTESIS DE PROTEINAS EN LAS CELULAS

Transcripción

Traducción

http://library.thinkquest.org/04apr/00217/images/content/ribosome.jpg

La unidad ARN mensajero - ribosomas es la máquina molecular que realiza la síntesis de proteínas.

ARN mensajero

Aminoacil-ARNt

Primer aminoácido de la proteína naciente

Codón de inicio AUG

La traducción del mensaje genético ocurre en los ribosomas

El ribosoma se desplaza sobre la molécula de ARNm y se van agregando aminoácidos a la cadena

peptídica

http://www.plyojump.com/courses/biology/images/ribosome_making%20protein.jpg

http://www.palaeos.com/Eukarya/Lists/EuGlossary/Images/Ribosome.jpg

Varios ribosomas se unen sucesivamente al ARNmUn polipéptido se forma con cada ribosoma

Análisis del Perfil de Ribosomas

Esta técnica identifica las proteínas que están siendo sintetizadas determinando con exactitud las secuencias de ARN mensajero que son leídas por los ribosomas

La cantidad de cada proteína sintetizada es indicada por el número de ribosomas unidos simultáneamente a cada molécula de ARN mensajero

Poli-ribosoma

Fragmentos de ARNm unidos a ribosomas: “huellas” o footprints (30 nucleotidos c/u))

ARNm

Ribonucleasa

Análisis del Perfil de RibosomasFragmentación del ARNm por la Nucleasa

• Purificación de las “huellas” o fragmentos de ARNm

• Biblioteca de ADN complementario

Análisis por secuenciación profunda o “deep sequencing” del ADNc

(Permite determinar en paralelo en un solo experimento decenas de millones de secuencias cortas (hasta 35 nucleótidos) de ADN, 100 veces

más que sus predecesores)

Análisis del perfil de ribosomas

Perfil de ribosomas

• La tasa de la síntesis de proteínas se determina a partir de la densidad de cada tipo de “huella” reflejada en el ADNc

• Nos deja ver todas las proteínas que están siendo sintetizadas por la célula en un momento determinado

Análisis de la traducción del genoma en toda su amplitud

• Células de levadura fueron utilizadas debido a que este hongo es un excelente modelo experimental de eucariotas.

• Genoma simple, muy bien conocido

• Proteínas bien caracterizadas.

Análisis de la traducción del genoma de la levadura: Resultados

• De un total de 5295 genes, 4648 fueron traducidos (7 millones de secuencias de “huellas” en traducción)

• El rango de variación de la eficiencia de la traducción va de 0 a 100 veces, es decir, desde genes que no están siendo traducidos a los que tienen una gran actividad

30 % de la regulación de la síntesis de proteínas, en calidad y cantidad, ocurre a nivel del proceso de traducción del mensaje, tanto en condiciones normales como en respuesta a factores ambientales y estrés.

Control de la Biosíntesis de Proteínas a Nivel del Proceso de Traducción,

en Levaduras

Este extenso control se considera muy importante y no había sido demostrado con otros métodos

Monitoreo de la Biosíntesis de Proteínaspor Análisis del Perfil de Ribosomas

Puede ser adaptado para el estudio de muchas otras células, incluyendo las células humanas

El análisis de la tasa de síntesis de proteínas en células humanas permitirá:

Identificar proteínas que inducen la aparición de enfermedades

Seleccionar proteínas blanco para la acción de drogas u otras intervenciones

Contribuir al diagnóstico y pronóstico de enfermedades

Comprender procesos biológicos ej: desarrollo, aprendizaje, envejecimiento

La aplicación de la técnica de análisis del perfil de ribosomas tendrá gran importancia en el futuro de la biología y de la medicina

Muchas Gracias

CONCLUSIÓN