Operones e isalas génicas

Discusión

En el desarrollo de la práctica anterior se trabajó con 10 secuencias pertenecientes a la región codificante para las MAP quinasas de organismos de los 5 reinos. Las MAP quinasas o proteínas quinasas activadas por mitógeno forman parte de un proceso tipo cascada de señalización que regulan una amplia variedad de procesos celulares donde se incluyen la proliferación, diferenciación, apoptosis y respuestas al estrés; un funcionamiento inapropiado de estas cascadas de señalización conduce a la inducción y progresión de enfermedades como cáncer, diabetes, enfermedades autoinmunes y anormalidades en el desarrollo. Cada cascada de señalización consta de componentes subsecuentes (MAPKKK, MAPKK y MAPK) que propagan la señal que inicia fuera de la membrana celular, a través de la fosforilación secuencial que eventualmente conduce a la activación de proteínas diana o reguladoras de la expresión génica en el nucleo1, por ende diferentes proteínas diana activadas por está cascada definen la respuesta al estímulo original.

El diseño de la sonda fue el adecuado, utilizando 40 aminoácidos consenso de la región conservada que se observaba después de realizar el alineamiento múltiple de las secuencias, se identificó que la sonda contenía un dominio conservado de las MAP quinasas, que correspondía al sitio catalítico caracterizado por poseer residuos conservados de treonina, tirosina y serina que transportan el grupo fosforilo de una enzima a otra para su activación2.

En cuanto al estado de conservación del dominio hay que destacar que la trayectoria evolutiva de esta vía de las MAP quinasas tiene un origen común debido a que estás proteínas se encuentran ampliamente distribuidas en eucariotas  y se ha demostrado que son producto de eventos de divergencia3 como la aparición de las MAP quinasas clase III y IV después de la división de las briofitas y las algas verdes, en contraste con la clase I que se ha conservado desde las algas hasta angiospermas4. Datos experimentales respaldan que algunas plantas que sufrieron eventos de poliploidización obtuvieron genes duplicados como los codificantes para las MAP quinasas que resultaron en una diversificación de los mismos5. Otros eventos de este tipo han sido documentados, como la divergencia de animales de las levaduras dónde los mismos genes se han ido conservando5; estás afirmaciones concuerdan con el hecho de que se encontraron secuencias codificantes para MAP quinasas en organismos muy variados y filogenéticamente alejados empezando desde las plantas y animales hasta hongos, exceptuando bacterias y archaeas donde no se encontró evidencia evolutiva de presencia de estos genes.

Conclusión

Las vía de las MAP quinasas esta compuesta por proteínas que secuencialmente colaboran en la transducción de señales y el diseño de una sonda con regiones conservadas a partir de secuencias codificantes para estas proteínas permite identificar y caracterizar proteínas, algunas catalogadas como putativas o hipotéticas e interpretar su presencia en los genomas desde un punto de vista evolutivo.

Bibliografía

1. Plotnikov, A., Zehorai, E., Procaccia, S., & Seger, R. (2011). The MAPK cascades: Signaling components, nuclear roles and mechanisms of nuclear translocation. Biochimica Et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research, 1813(9), 1619-1633. doi: 10.1016/j.bbamcr.2010.12.012
2. Turjanski, A., Hummer, G., & Gutkind, J. (2009). How Mitogen-Activated Protein Kinases Recognize and Phosphorylate Their Targets: A QM/MM Study. Journal Of The American Chemical Society, 131(17), 6141-6148. doi: 10.1021/ja8071995
3. Wu, P., Wang, W., Li, Y., & Hou, X. (2017). Divergent evolutionary patterns of the MAPK cascade genes in Brassica rapa and plant phylogenetics. Horticulture Research, 4, 17079. doi: 10.1038/hortres.2017.79
4. Caffrey, D., O'Neill, L., & Shields, D. (1999). The Evolution of the MAP Kinase Pathways: Coduplication of Interacting Proteins Leads to New Signaling Cascades. Journal Of Molecular Evolution, 49(5), 567-582. doi: 10.1007/pl00006578
5. Kültz, D. (2001). Evolution of Osmosensory MAP Kinase Signaling Pathways. American Zoologist, 41(4), 743-757. doi: 10.1093/icb/41.4.743

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