NOVEDADES CIENTIFICAS Dra. Lilia Cruz de Montbrun Caracas, Marzo 19, 2009

Monitoreo de la Producción Celular de Proteínas por Análisis del Perfil de Ribosomas (RIBOSOME PROFILING) Genome-Wide Analysis In Vivo of Translation with Nucleotide Resolution Using Ribosome Profiling. Autores: Nicholas T. Ingolia, Sina Ghaemmaghami, John R. S. Newman y Jonathan S. Weissman Jonathan S Weissman, Ph.D. Universidad de California, San Francisco www.sciencexpress.org / 12 February 2009 / Page 1 / 10.1126/science.1168978

(Análisis del Perfil de Ribosomas) 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

TRADUCCION DEL CODIGO GENETICO SINTESIS DE PROTEINAS EN LAS CELULAS GENOMA Transcripción TRANSCRIPTOMA Traducción PROTEOMA

La traducción del mensaje genético ocurre en los ribosomas La unidad ARN mensajero - ribosomas es la máquina molecular que realiza la síntesis de proteínas. Primer aminoácido de la proteína naciente Aminoacil-ARNt ARN mensajero Codón de inicio AUG http://library.thinkquest.org/04apr/00217/images/content/ribosome.jpg

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

Varios ribosomas se unen sucesivamente al ARNm Un polipéptido se forma con cada ribosoma http://www.palaeos.com/Eukarya/Lists/EuGlossary/Images/Ribosome.jpg

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

Análisis del Perfil de Ribosomas Fragmentación del ARNm por la Nucleasa Poli-ribosoma ARNm Ribonucleasa Fragmentos de ARNm unidos a ribosomas: “huellas” o footprints (30 nucleotidos c/u))

Análisis del perfil de ribosomas 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)

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

Control de la Biosíntesis de Proteínas a Nivel del Proceso de Traducción, en Levaduras 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. Este extenso control se considera muy importante y no había sido demostrado con otros métodos

Monitoreo de la Biosíntesis de Proteínas por 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 Comprender procesos biológicos ej: desarrollo, aprendizaje, envejecimiento Contribuir al diagnóstico y pronóstico de enfermedades

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