Síntese de Histonas em Trypanosoma cruzi

Vista previa del material en texto

85 
SÍNTESIS DE HISTONAS EN Trypanosoma cruzi
VALERIA SABAJ y NORBEL GALANTI 
Laboratorio de Biología Molecular, Departamento de Biología Celular y Genética. 
Facultad de Medicina, Universidad de Chile. 
Las historias constituyen el ejemplo clásico de 
proteínas cuya síntesis se efectúa en forma acoplada a la 
replicación del DNA. Con el paso del tiempo, sin embargo, 
gracias a resultados obtenidos en tejidos en reposo 
proliferativo en que se determinó la existencia de 
síntesis de ciertas variantes de histonas, se ha dividido a 
los genes de histonas de acuerdo a su capacidad de 
expresión en: a) variantes replicativas (aquellas cuya 
expresión se encuentran acoplada a la replicación del 
DNA), y b) variantes de reemplazo (aquellas cuya expre-
sión es independiente de la replicación del DNA). 
El Trypanosoma cnizi, agente productor de la 
enfermedad de Chagas, es un eucarionte muy antiguo. 
Su biología, como es lógico suponer, difiere en aspectos 
sustanciales de la de eucariontes superiores. Algunas 
características destacables son: la existencia de 
transplicing, mecanismo mediante el cual una región 5' 
común se une a diferentes mensajeros de genes 
nucleares; los genes mitocrondriales están sujetos a un 
mecanismo de edición del mensaje, capaz de modificar 
hasta en un 50% el transcrito original; durante la división 
celular, la envoltura nuclear permanece intacta; y por 
último, la cromatina de T. cruzi no condensa a 
cromosomas durante la mitósis, más aún, en esta etapa 
parece aumentar su decondensación. Las histonas de 
T. cruzi, por otra parte, también presentan características 
peculiares; las secuencias aminoacídicas de estas 
proteínas difieren sustancialmente de la de sus 
homologas en eucariontes superiores. Es así como la 
histona H4, prototipo de proteína conservada 
evolutivamente, muestra una divergencia de un 50% en 
su extremo aminoterminal. Dados estos antecedentes 
sobre la biología de T. cruzi, en especial de su cromatina, 
y la escasa información que existe sobre síntesis de 
histonas en eucariontes primitivos, resulta de interés el 
estudio de la síntesis de estas proteínas cromosomales 
en relación a la replicación del DNA en T. cruzi.
En primer lugar, se comparó la síntesis de histonas y la 
de DNA en células en activa proliferación (5 días de 
cultivo) y 
en células en bajo grado de proliferación (14 días de 
cultivo). Para esto, se incubaron las células en presencia de 
H
3
 - tímida, en el caso de la medición de replicación de 
DNA y de H
3
 -usina en el caso de la medición de síntesis 
de histonas. Se trabajó con células permeabilizadas 
mediante shock hipotónico, dado el pobre ingreso de 
aminoácidos en células intactas. Las células incubadas 
con timidina se procesaron para la medición de 
radiactividad en DNA, mientras que en las incubadas con 
Usina, se realizó extracción de histonas y se midió la 
radiactividad total en ellas. Los resultados muestran una 
mayor incorporación tanto de tímida (10 veces) como de 
lisina (4 veces) en células de 5 días de cultivo que en las 
de 14 días. Al trabajar con un cultivo asincrónico, sin 
embargo, no es posible aseverar la existencia de un 
total acoplamiento entre ambos procesos. 
Por el motivo anterior, se determinó tanto la síntesis 
de histonas como la de DNA en células sincronizadas 
con hidroxiurea (HU). Luego de liberado el bloqueo con 
HU, se tomaron alícuotas de células a distintos tiempos 
(0,6,12 y 24 horas) y se midió en ellas la incorporación de 
H
3
 timidina en DNA y de H
3
 - lisina en histonas. Los 
resultados mostraron a las O horas (24 horas en 
presencia de HU) una pobre incorporación de timidina en 
DNA y una baja incorporación de lisina en histonas. A las 
6 horas, la replicación de DNA aumenta bruscamente, 
así como la síntesis de histonas. A las 12 horas ambas 
actividades permanecen altas, y a las 24 horas, 
disminuyen notablemente. Un claro acoplamiento se 
observó, entonces, entre ambos procesos. 
Interesante de estudiar resultó el hecho que a las O 
horas, cuando la incorporación de timidina en DNA era 
casi nula, se observó cierto nivel de incorporación de 
lisina en histonas, para esto, se separó a las histonas 
medíante electroforesis y se realizó una fluorografía del 
gel. Con esto se puso en evidencia una activa síntesis 
de histona H1 a las 0 horas (en ausencia de replicación 
de DNA), y la ausencia de síntesis de histonas del núcleo 
nucleosomal a este tiem- 
86 
po; a las 6 horas, se observó un aumento de la síntesis 
de histona H1 y el comienzo de la de histonas 
nucleosomales; a las 12 horas, la síntesis de histonas H1
y nucleosomales se encontraba activa; a las 24 horas, la 
síntesis de histona H1 disminuyó en forma importante y la de 
histonas nucleosomales desapareció. 
Por último, se estudió la relación entre replicación del 
DNA y síntesis de histonas en tripomastigotes, la forma 
naturalmente no replicativa del parásito. En estas células 
no se detectó replicación del DNA, como era de esperar, 
como tampoco síntesis de histonas. Resultado en 
conflicto con el obtenido en células sincronizadas, que 
pudiera pensarse se debe al hecho de utilizar un 
agente extraño a la célula (hidroxiurea). Sin embargo, 
hay que recordar que los tripomastigotes representan 
una forma celular diferenciada, lo que implica la expresión 
de todo un conjunto diferente de genes. A nivel de 
histonas, podría implicar la pérdida de la 
expresión de genes de histona H, independientes de 
la replicación del DNA. 
En resumen, hemos establecido la existencia de dos 
poblaciones diferentes de histonas; en primer lugar, una 
fracción de histona H1 cuya síntesis es independiente 
de la replicación de DNA y en segundo lugar, otra 
fracción de H1 y la totalidad de las histonas del núcleo 
nucleosomal, cuya síntesis se encuentra acoplada a la 
replicación del DNA. Mostramos también, una 
diferencia entre epimastigotes sincronizados y 
tripomastigotes en cuanto a acoplamiento entre síntesis 
de histonas y replicación de DNA, careciendo estos 
últimos de la fracción de histona H1 cuya síntesis no es 
acoplada a la replicación de DNA. Sugerimos que esta 
diferencia está dada por la ausencia de expresión de 
genes de H1 independientes de la replicación de DNA. 
Financiado por SAREC y Fondecyt-Chile.