Ingeniería Genética
Raúl Armando Salomón
Bioquímica, Química y Farmacia / Universidad Nacional de Tucumán (Argentina)
Estudio de la funcion y del mecanismo de activacion del sistema regulatorio RcsCDB en Salmonella enterica serovar Typhimurium.
A cargo de: Dra. Monica A. Delgado

 

 

 Las células bacterianas tienen la capacidad de sobrevivir y responder a cambios adversos del medio en el que se encuentran, regulando la trascripción génica mediante sistemas regulatorios de dos componentes. El sistema regulatorio prototipo comprende dos elementos conservados, el sensor, una proteína histidin-kinasa (HKs) de unión a la membrana, y el regulador de la respuesta (RR), una proteína citoplásmica capaz de unirse al ADN. El mecanismo de estos sistemas involucra la transferencia del grupo fosforil desde un residuo His a uno Asp, ambos altamente conservados.  Para ello, la proteína HKs, en presencia de un estímulo intra o  extracelular, se autofosforila en el residuo His creando un grupo fosforil de alta energía, que es transferido a un residuo Asp, en el dominio regulador de la proteína RR (18). El regulador en su estado fosforilado se une a la región promotora de genes cuyos productos son necesarios para la adaptación al cambio sensado, controlando así su expresión. La actividad de la proteína HKs es modulada por la señal reconocida en su dominio sensor, y sufre la autofosforilación del residuo His del dominio “core” kinasa en una forma ATP-dependiente. Además el HKs posee actividad fosfatasa que le permite defosforilar al RR para controlar el estado activo del mismo (18). Algunos sistemas de dos componentes, como ArcBA, poseen un sensor híbrido que contiene además un dominio aceptor con un residuo Asp y un dominio de transferencia del grupo fosforil HPt con una histidina, ambos residuos están conservados (18). El dominio HPt no presenta actividad kinasa o fosfatasa, y funciona como un modulo intermediario en la transferencia del grupo fosforil entre el HKs y el RR (18). En estos sistemas, el grupo fosforil producido por la autofosforilación de la His del dominio de dimerización es transferido al Asp del dominio aceptor, luego pasa a la His del dominio HPt y finalmente se transfiere al dominio aceptor del RR.

 

      El sistema regulatorio Rcs es algo inusual ya que consiste de tres proteínas, el sensor RcsC que semeja a un sensor híbrido carente del dominio HPt; el regulador de la respuesta RcsB, y la proteína RcsD que contiene el dominio HPt ausente en RcsC. RcsD, conteniendo un dominio seudo-histidin kinasa y el dominio de unión al ATP, parece servir de intermediario en la transferencia del grupo fosforil desde RcsC a RcsB (20). Este sistema controla en Escherichia coli una gran variedad de funciones celulares incluyendo la expresión del operon cps responsable de la biosíntesis del polisacárido extracelular, el ácido colánico (19, 8, 9, 6), de genes involucrados en la división celular, ftsA y ftsZ; en la osmoregulación, osmC; en la motilidad y la quimiostasis; en la producción del antígeno Vi; y en la biosíntesis del flagelo, entre otros (21, 2, 5). Nuestros resultados demostraron que, en Salmonella enterica serovar Typhimurium, la expresión de algunos de estos genes (por ejemplo, osmC y ftsZ) no están regulados por RcsB y carecen del sitio de unión a esta proteína. Esto marca una expresión diferencial entre especies estrechamente emparentadas tales como E. coli y Salmonella.

 

      A pesar de que se han descrito numerosos factores que inducen el sistema Rcs, aún permanece desconocida la señal fisiológica que conduce a dicha activación.

 

      Todas las características mencionadas hacen que el estudio de este sistema sea muy interesante. Nuestra meta es determinar la señal fisiológica y el mecanismo de activación empleado por el sistema Rcs para regular la expresión de genes. Dado que alguno de esos genes son requiridos por la bacteria para establecer la infeccion del huesped, el estudio en S. enterica serovar Typhimurium y su comparación con otras especies bacterianas patógenas en humanos, ayudaría a entender el mecanismo de infección de las mismas, y su aplicación en el control de la enfermedad y en el desarrollo de vacunas.

 

Claves: Salmonella, virulencia, control de la expresion genica
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    Publicado el: 24.08.2017
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