La mayoría de los metales que interactúan con las proteínas lo hacen en forma de cofactores, pero a diferencia de los demás, el selenio puede ser incorporado a la cadena polipeptídica, formando parte del aminoácido selenocisteína (Sec), un análogo de la cisteína, que se ha establecido como el aminoácido número 21. La incorporación de Sec en el centro activo de las proteínas viene determinada por un codón particular, el UGA, que en muchas ocasiones es una señal para el fin de la transcripción. La inserción de Sec en la cadena polipeptídica también necesita de otros factores como el elemento SECIS (Sec Insertion Sequence), que consiste en una estructura secundaria de RNA.
La síntesis de selenoproteínas es un proceso que se ha conservado a lo largo de la evolución, aunque haya diferencias entre procariotas, eucariotas y archaea. La característica común a todos los organismos es el codón UGA que codifica para Sec, el tRNA específico, el elemento SECIS y algunos factores proteicos (binding proteins). El elemento SECIS se trata de una secuencia cis situada en el extremo 3’UTR con una estructura stem-loop. En bacterias, la región esencial del elemento SECIS incluye un sitio de unión para un factor de elongación especializado (SelB), que recluta a un tRNA específico que permite la incorporación del Sec en la secuencia aminoacídica.
El conjunto de proteínas que contienen selenocisteína se pueden definir como selenoproteínas. Estas proteínas se encuentran en los tres grandes reinos (bacterias, archaeas y eucariotas), en los que se han podido identificar hasta 30 familias de selenoproteínas. Entre las diferentes especies, se puede observar interconversión entre Sec y Cys en la mayoría de familias de selenoproteínas.
Trypanosoma brucei
Trypanosoma brucei es un parásito del reino de los protistas que causa la tripanosomiasis africana, también llamada “enfermedad del sueño”, en humanos y animales del continente africano. Existen tres subespecies de T. brucei: T.b.brucei, T.b.gambiense y T.b.rhodesiense. El agente causal de la transmisión de la enfermedad en humanos, es la picadura de la mosca tse-tse (género Glossina) infectada por el parásito, que actua como vector de la enfermedad.
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El principal objetivo de nuestro trabajo es encontrar la presencia de selenoproteínas en el genoma de Trypanosoma brucei. En un primer paso se busca la existencia de selenoproteínas homólogas a las del genoma de Homo sapiens. Con los hits resultantes, se comprueba si realmente son selenoproteínas o no mirando si contienen un codón TGA que codifique para Sec y la presencia de un posible elemento SECIS downstream del codón de STOP. También se han buscado las proteínas de maquinária específica homólogas a las presentes en Homo sapiens. Un segundo objetivo sería buscar la existencia de nuevas selenoproteínas de Trypanosoma brucei no existentes en el genoma humano. Para llevar a cabo esta búsqueda se ha realizado un screening de los posibles elementos SECIS con valor de score lo suficientemente alto. Una vez seleccionados, se ha intentado predecir los posibles genes de selenoproteínas en la secuencia upstream.
Link a una animación sobre el ciclo de vida de Trypanosoma: Clica aquí (sólo para Windows)
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