Robustez y sensibilidad en la respuesta a feromona de Saccharomyces cerevisiae

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2016-03-18

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Temas:

PROTEINA G - TRANSDUCCION DE SEÑAL - SACCHAROMYCES CEREVISIAE - ROBUSTEZ - G PROTEIN - SIGNAL TRANSDUCTION - SACCHAROMYCES CEREVISIAE - ROBUSTNESS

Descripción:

Las células deben sensar y responder a cambios en su ambiente para poder sobrevivir,reproducirse y desempeñar sus funciones fisiológicas. En particular, las células eucariotasusan muchos y variados mecanismos a en de transducir señales del exterior al interior dela célula. Uno muy importante es el que involucra a receptores acoplados a proteínas Gheterotriméricas. Estos receptores de siete pasos de membrana, al ser ocupados por susligandos, catalizan el intercambio de GDP por GTP en la subunidad Gα de la proteína G asociada, lo que causa la disociación de la proteína G heterotrimérica en Gα y Gβγ. La respuesta a feromona sexual de levaduras es un sistema prototípico de este tipo demecanismos, muy estudiado bioquímica y genéticamente. En esta vía de transducción deseñales, la proteína de andamiaje Ste5 se une a Gβγ libre, lo que causa su reclutamientoa membrana y la activación de una cascada de MAP kinasas, resultando en arresto delciclo celular y cambios en el patrón de expresión génica. Las curvas dosis-respuesta (DoR)a feromona medidas en distintos puntos de la vía de transducción, como ocupación delreceptor, fosforilación de la MAPK del sistema o inducción transcripcional, muestran unasensibilidad muy similar, un fenómeno al que llamamos alineamiento de las curvas dosis-respuesta (DoRA). En esta tesis estudiamos de manera cuantitativa los primeros pasos en la activación dela respuesta a feromona en levaduras; la ocupación del receptor, la activación de la proteína G heterotrimérica y el reclutamiento a membrana de Ste5. Encontramos que el sistema esnotablemente robusto a variaciones en la cantidad de receptores, algo que no es fácilmenteexplicable por la teoría clásica de receptores. Estudiamos el mecanismo responsable deesta robustez, cuyo punto de acción pudimos mapear río arriba del reclutamiento de Ste5. Construimos un modelo matemático completo de la interacción entre el receptor y laproteína G: el modelo Carrousel. El análisis del mismo nos sugirió un mecanismo por elcuál el sistema puede medir la fracción de receptores ocupados en lugar de la cantidadde los mismos, lo que además explica el fenómeno de DoRA. Este mecanismo depende dela interacción fósica reportada entre la proteína RGS (reguladora de la señalización porproteína G, que inactiva al sistema) y el receptor (que lo activa). Pudimos probar quecepas mutantes en las que esta interacción no está presente, no muestran robustez a lacantidad de receptores. Por otro lado medimos curvas DoR del cambio de localización de Ste5 en células concantidades variables de Ste5. En base a esta información pudimos estimar la afinidad entreesta proteína de andamiaje y sus sitios de unión a membrana en células vivas, y cómo estaafinidad se modula durante la respuesta. Además, estudiamos el efecto de cambios en laabundancia de Ste5 sobre la respuesta, encontrando que la cantidad de esta proteína esun parámetro crítico del sistema.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5892_Bush