Caracterización bioquímica de las propiedades de BTUBA/B y su relación con las proteínas homologas estructurales tubulina y FTSZ
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2013Metadata
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Monasterio Opazo, Octavio Hernán
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Caracterización bioquímica de las propiedades de BTUBA/B y su relación con las proteínas homologas estructurales tubulina y FTSZ
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La tubulina, la proteína que forma el citoesqueleto de microtúbulos, esta
presente en todos los eucariontes conocidos, y nunca ha sido detectado en
bacterias o arqueas. Por este motivo, se considera a la tubulina como una proteína
típica del citoesqueleto de los eucariontes. Sin embargo a lo largo de las 2 ultimas
décadas se ha detectado un citoesqueleto bacteriano bien desarrollado, con
proteínas que eran homologas a los 3 componentes del citoesqueleto eucarionte.
dentro de estos hallazgos, se encuentra el descubrimiento en el genoma de cuatro
especies del genero bacteriano Prosthecobacter del philum verrucomicrobia, dos
nuevas secuencias de fubulina, btubA y btubB (bacterial tubulin A, 8), que
comparttan una mayor identidad de secuencia con el heterodimero de a/P-tubulina
que con Ftsz, el cual es considerado el hom6logo procarionte de la tubulina.
Las primeras caracterizaciones bioquímicas mostraron que BtubA/B forma
un heterodimero que polimeriza en presencia de GTP, y lo hace en cantidades
equimolares y alternadas de BtubA y BtubB formando filamentos heljcoidales
compuestos de dos protofilamentos similares a los de tubulina y Ftsz. Ademas,
posee un plegamiento independiente de chaperonas como Ftsz. En base a estas
características, se postul6 que ProsfAecobacter adquiri6 los genes BfubAre por
transferencia gen6tica horizontal desde un eucarionte primitivo. Sin embargo la
función aun es desconocida y solo se cree que tendrá una funcion de mantencion
de la forma celular, que en el caso particular del genero Prosfhecobacfer poseen
una prosteca que seria una extension de la celula para aumentar la superficie de
absorci6n de nutrientes.
Por este motivo se caracterizo in vitro, la polimerización de BtubAIB en
condiciones de potasio y calcio que para los casos de tubulina y Ftsz presentan
comportamiento distintos entre si y con ellos poder determinar con cual de las
proteínas homologas se encontraban mayores semejanzas en t6rminos
bioquímicos. En base a los resultados de esta memoria, se determino que el
aumento de la concentracion de cloruro de potasio disminuye la concentracion
critica de la polimerización, produce filamentos mas estables y mantiene el tamaño
del núcleo critico de polimerizacion como un trimero en el rango de concentracion
estudiado. Por otro lado la actividad GTpasica aumenta levemente. La
disminucion de la concentracion critica produce un aumento del número de
filamentos, y con Kcl 95 mM se genera una interaccion lateral entre los filamentos
individuales que forma filamentos mas largos y comienza la formacion de manojos
de filamentos.
Del mismo modo, se determin6 que el calcio tambien ayuda a disminuir la
concentracion critica, a generar manojos estables de filamentos y disminuye de
manera considerable la actividad GTpasica, siendo este efecto aun mayor que en
los casos de tubulina y Ftsz. Estos resultados dan cuenta que, a pesar del alto
porcentaje de homología que presentan la tubulina eucarionte y BtubAIB, el
comportamiento en términos bioquímicos se asemeja mucho mas a Ftsz en los
aspectos estudiados y mas aun, el comportamiento que posee BtubAIB en
presencia de calcio es opuesto al de tubulina.
Finalmente, estos resultados apoyan la idea de que BtubA/B cumple un rol
de soporte estructural en Prosthecobacfer que estarra relacionado con la
determinacion de la forma celular alargada a través de la formacion de los
manojos.
Ademas proponemos que BtubAVB no realiza las mismas funciones que
tienen tubulina y Ftsz , dado que en las condiciones fisiologicas mas probables de
la bacteria se mantendrfan a los filamentos de BtubA/B como manojos estables.
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Tesis para optar al grado de Ingeniero en Biotecnología Molecular
Identifier
URI: https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/193912
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