Caracterização das proteínas coesina e condensina do protozoário Trypanosoma cruzi (Chagas, 1909)

• Main Author: Márcia Kiyoe Shimada
• Other Authors: Stênio Perdigão Fragoso .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Microbiologia. 2006
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000161916

As proteínas coesina e condensina pertencem à familia das proteínas de manutenção estrutural dos cromossomos (do inglês, Structural Maintenance Chromosome, SMC), altamente conservadas desde leveduras até humanos. Essas proteínas executam importantes funções no processo de divisão celular, uma vez que elas estão envolvidas na condensação cromossômica e na coesão das cromátides irmãs durante o processo de divisão celular. Nós identificamos os ortólogos dessas proteínas no protozoário Trypanosoma cruzi Dm28c. Esteparasita apresenta algumas características peculiares como limitada condensaçãocromossômica e a manutenção da integridade do envelope nuclear durante a divisão celular.Isso o torna um modelo interessante para o estudo das funções das SMCs. Os genes que codificam duas, das coesinas (SMC1 and Scc1) e duas, das condensinas (SMC4 and Cap-D2) foram caracterizados tanto por Southern e Northern blots quanto por análise in silico. Os dados mostram que TcSMC1, TcScc1, TcSMC4 e TcCap-D2 são genes de cópia-única nogenoma do T. cruzi Dm28c e são transcritos em mRNAs. O alinhamento das sequências deaminoácidos deduzidas a partir dos genes das SMCs de T. cruzi, T. brucei, L. major, X. laevis,C. elegans, H. sapiens, S. pombe e S. cerevisiae mostrou que os motivos conservados dessasproteínas estão presentes em todos os organismos mencionados acima, sugerindo que suasestruturas foram conservadas durante a evolução, as quais são importantes para sua atividadede ATPase e de interações com DNA. Pela imunofluorescência, as SMCs estão localizadas nonúcleo. Além disso, a análise do perfil de expressão por Western blot mostrou que as SMCs estão expressas nas formas epimastigotas e tripomstigotas para as condensinas Cap-D2 eSMC4. Enquanto as coesinas SMC1 e Scc1 somente foram detectadas no estágio epimastigota, sugerindo que essas proteínas são importantes para a replicação e não para adiferenciação do parasita. Esses dados também levantam a hipótese de que essas proteínas possam participar da regulação funcional da cromatina modulando sua organização espacialno núcleo e, consequentemente, modulando a expressão gênica do parasita. === The cohesin and condensing protein belong to the family of structural maintenance ofthe chromosomes (SMC) proteins, highly conserved from yeast to humans. They playimportant roles in cell division since they are involved in the chromosome condensation andsister-chromatid cohesion. We have identified the orthologs of these proteins in the protozoanTrypanosoma cruzi Dm28c. This parasite presents peculiarity characteristic such as thechromosome condensation limited and the maintenance of the nuclear envelope integrityduring the cell division, which makes it a challenging model to study the function of theSMC. The genes encoding for two cohesins (SMC1 and Scc1) and two condensins (SMC4and Cap-D2) were characterized both by Southern and Northern blots and in silico analysis.The data show that TcSMC1, TcScc1, TcSMC4 and TcCap-D2 are single copy genes in thegenome of the T. cruzi Dm28c and all of them are transcribed into mRNAs. The alignment ofthe deduced amino acid sequences from the SMC genes of T. cruzi, T. brucei, L. major, X.laevis, C. elegans, H. sapiens, S. pombe and S. cerevisiae showed that the conserved motifs ofthe SMC proteins are present in all the organisms mentioned above, suggesting that thestructure of these proteins was conserved during the evolution, which is important to theirATPase function and DNA interactions. By immunofluorescence, the proteins are localized inthe nucleus. Furthermore, the Western blot analysis showed that SMCs are expressed in theepimastigote and trypomastigote form for SMC4 and Cap-D2 condensin. Whereas SMC1 andScc1 cohesin could be detected only in the epimastigote stage, suggesting that those proteinsare important for the replication and not for the differentiation of the parasite. It also raises aninteresting hypothesis that SMC proteins might participate of the functional regulation ofchromatin by modulating its spatial organization in the nucleus and consequently modulatingthe gene expression of the parasite.