Búsqueda de las Selenoproteínas
MsrA y SelR en genomas de protistas

Las selenoproteínas son proteínas que incorporan selenocisteína, el aminoácido 21. Este aminoácido es un análogo de la cisteína (Cys), pero con un átomo de selenio en lugar de uno de azúfre. El selenio es un nutriente esencial para los animales, microorganismos y algunos otros eucariotas.

El déficit de selenio puede conllevar a padecer alguna enfermedad como la enfermedad de Keshan; mientras que un exceso del mismo puede llegar a ser tóxico. La gran mayoría de las selenoproteínas actúan como enzimas REDOX en la célula.

La síntesis de selenoproteínas es un proceso evolutivamente conservado donde el tRNA de la selenocisteína se sintetiza a partir del tRNA de la serina, gracias a la intervención de diferentes factores:

En la síntesis de selenocisteínas:

• SPS1 (Selenofosfato Sintasa 1): reciclaje de la selenocisteína y recuperación de selenio.
• SPS2 (Selenofosfat Sintasa 2): genera la fuente de selenio para la síntesi de la selenocisteína, en selenomonofosfato.
• SLA/LP: proteína sintasa que participa en el paso final de la síntesi de Selenocisteína.
• Sec43p: requerida para la metilación de desencistellen-tRNASec.

Incorporación de Sec en selenocisteínas:

• SBP2 (SECIS Binding Protein 2): estimula la incorporación de la selenocisteína gracias a la unión con el elemento SECIS y al reclutamiento del complejo eEFSec-selenocisteil-tRNASec en el ribosoma.
  
• Efsec: proporciona selenocisteil-tRNASec al sitio A del ribosoma para la incorporación de Sec a la proteína que se está sintetizando.
• tRNAsec: se une al codón UGA y transporta el aminoácido Sec hasta el ribosoma

Elementos SECIS

Estructura tridimensional formada per unos 60 nucleótidos y localizada en la región 3' UTR de los mRNAs que codifican para selenoproteínas.

En el core del elemento SECIS se encuentran cuatro nucleótidos conservados, la función principal de los cuales es dirigir la maquinaria de traducción para que el codón UGA sea reconocido como selenocisteína y no como un codón de finalización.

Las selenoproteínas de función conocida tienen un papel crítico en una amplia variedad de procesos biológicos. Estas proteínas presentan residuos de selenocisteína en sus centros activos, y es el selenio contenido en éste aminoácido el que confiere las propiedades fisiológicas a éste tipo de proteínas.

Las selenoproteínas están involucradas directamente en la catálisis redox (reacciones de reducción/oxidación). Presentan propiedades antioxidantes, lo cual ayuda a prevenir el daño celular frente a radicales libres. Estos radicales libres son productos derivados del metabolismo, y se ha visto que en humanos contribuyen al desarrollo de patologías como el cáncer o enfermedades coronarias. Además, colaboran en la regulación de la función tiroidea y representan un papel importante en el sistema inmune.

En organismos eucariotas, su función como enzimas involucradas en la homeóstasis redox y en la defensa frente al estrés oxidativo, repercute de manera determinante en la salud de los organismos que las sintetizan. Algunas veces, las selenoproteínas son homólogas a proteínas de otras especies que presentan cisteína en lugar de selenocisteína, pero tienen propiedades químicas muy parecidas.

Los protistas es uno de los grupos taxonómicos que presenta una distribución de selenoproteínas más diversa y desconocida. Esto se debe en parte a la gran distancia filogenética que separa a estos organismos y a su diversidad taxonómica.

Los individuos del reino de los protistas son los que presentan las estructuras biológicas más sencillas entre los eucariotas y pueden presentar una estructura unicelular (siendo esta la más común), multicelular o colonial (pero sin llegar a formar tejidos). Los protistas en su mayoría son autótrofos (por fotosíntesis) aunque también hay que son heterótrofos (por absorción) o una combinación de ambos. Generalmente son aerobios y producen un alto porcentaje del oxígeno de la tierra. Se reproducen sexual (meiosis) o asexualemente (mitosis). Su hábitat es muy variable ya que pueden ser acuáticos o desarrollarse en ambientes terrestres húmedos.

El reino protista se divide en tres grandes filos o superfilos: superfilo algae, superfilo protozoa y superfilo slime molds. Los genomas de protistas en los que hemos realizado la búsqueda de MsrA y SelR son los que se encuentran a continuación marcados con un punto de color verde: