Ariadne, una nueva proteina ring finger implicada en el desarrollo del sistema nervioso de "Drosophila melanogaster"
Author
Oliveros Herrero, MarianoAdvisor
Barbas González, Julio AlbertoEntity
UAM. Departamento de Biología MolecularDate
1996-03-11Subjects
Drosophilas - Genética - Tesis doctorales; Genética del desarrollo - Tesis doctorales; Neurología del desarrollo - Tesis doctorales; Biología y Biomedicina / BiologíaNote
Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 11-03-1996Abstract
La zona del cromosoma X de Dmmphila melanogaster comprendida entre los
puntos de ruptura de las translocaciones T(X;;Y)W32y T(X;;Y)Vei s conocida como HL
por w carácter haploletal. Esta característica genética y la gran densidad de funciones
codificadas en HL conf~eren un gran interés al estudio de esta zona. Sucesivos
experimentos de mutagénesis han permitido aislar un gran número de mutaciones
localizadas en HL. Sus fenotipos induyen alteraciones en pmxsos fundamentales
como la oogénesis y el desarrollo del sistema nervioso. Se han donado y caracterizado
diez unidades de transaipción en HL. Estos genes codifican produaos de íunaones
diversas como la proteína muscular 1roponinal y una nueva proteína moduladora de la
eficacia sináptica que une calcio, Frecuenina Esta tesis trata de la caracterización de
una nueva unidad de transuipción, HLV, localizada en la zona proximal de HL, que
codifica una proteína mn un dominio de unión a Zn* recientemente descrito, el RlNG
FINGER (RF).
La estructura de la unidad de transcripción HLV consta de 8 exones. El primero y
los dos últimos son no codificantes. El ociavo exón presenta cuatro sitios consenso de
poliadenilación. Las cuatro isofonnas de mRNA así generadas aparecen a lo largo de
todo el desarrollo, de manera dependiente del sistema celular y del estadio. El máximo
de transcripción se alcanza en el adulto aunque hay un fuerte incremento en las fases
de pupa. Existen productos matemos. Todos los tránsaitos originan una sola proteína,
Ariadne, de peso molealar teórico de 42 kD. Su característica estructural más
destacada es la presencia de un dominio RlNG FINGER, motivo estabilizado por Zn"
presente en proteínas de función diversa en todo tipo de organismos. Dos anticuerpos
polidonales generados contra Ariadne reconocen, de manera específica, en Westem,
una proteína soluble de peso molecular aparente de 60 kD a lo largo de todo el
desarrollo. Por inmunolocalización se ha encontrado esta proteína en las regiones del
neuropilo del sistema nervioso central ricas en sinapsis de las larvas y los adultos.
Se habían localizado, por criterios genéticos, varias mutaciones letales en la
zona proximal de HL. Dos alelos letales, 1(1)1199 y 1(1)5777, afectan a la expresión de
la unidad de transcripción HLV. Estos dos alelos disminuyen fuertemente la cantidad de
los mRNAs generados por la unidad de transcripción HLV y, originan, asimismo, una
gran reducción de la cantidad de proteína reconocida por los anticuerpos polidonales
generados contra Ariadne. Los dos alelos son letales recesivos en las fases de pupa y
provocan alteraciones profundas en las proyecciones de las fibras y en la estructura
general del sistema nervioso central. Los escasos adultos supervivientes presentan
fallos más sutiles, aunque generalizados, de conectividad y mueren en muchos casos
en el plazo de pocos días con pérdida progresiva de capacidad motora y parálisis final.
La distribución de la proteína Ariadne, el fenotipo de los adultos homocigóticos
mutantes supervivientes y la alteración de los eledrorretinogramas en Bstos sugieren
que esta proteína cumple en los adultos alguna función relacionada con la sinapsis. El fenotipo histol6giw de las pupas mutantes y la expresión de la proteína a lo largo de
todo el desarrollo sugieren tambi6n que pueda cumplir algún papel en la construcción
de la conedividad general del sistema nervioso The region of the ümwphila melanogaster X chromosorne between the
breakpoints T(X;Y)W32 and T(X;Y)W is called HL because of its hapldethal condition.
This genetic feature and the high density of fwictions encoded in HL confer a great
interest to studying this region. A number of mutations located in the HL regicm has been
isolated. Their phenotypes include alterations in basic proceses such as oogenesis and
nervous system development. So far, ten transcription units have been cloned and
described in HL. They d e fu ndionally diverse produds, including the muscular protein
Troponin I and a new calcium-binding protein involved in synaptic efiicacy modulation,
Frequenin. This thesis foaises on the charadetization of a new transcription unit, HLV,
located in the proximal moiety of the HL region. HLV codes for a RING FINGER (RF)
protein. The RF is a zinc-binding domain, recently described.
The transciiption unit HLV contains eight exons. The first one and the last iwo
exons are non coding. The eighth exon has four consensus polyadenylation signals that
originate fow mRNAs. The expression of these mRNAs is regulated throughout
development and in diierent cellular systerns. The leve1 of expression increases abruptly
during pupariaüon and reaches the rnaximum in the adult stage. There exist maternal
pducts. Al1 transaipts are translated into a single protein of 42 kü, Madne. Its most
interesting strudwal featwe is a RING FINGER dornain. This zinc-binding motif appears
in fundioMlty unrelated proteins of very diverse organisms. Two polydonal antibdis
genemted against Ariacine, qeafkally recognize, in Westem blots, a soluble protein of
apparent molecular weight 60 kü. In tissue sedions, the antibodies recognize an antigen
in certain synaptic areas of adults and l a ~ a cee ntral nervous system.
By genetic aitef-ia, severa1 lethal mutations have been lomted in the proxirnal
part of the HL region. Two mutant alleles, 1(1)1199 y 1(1)5777, are h-s fw HLV
with reduced levels of transcripüon and translation. Both of them are recessive, with
aitiil lethal phases corresponding to the pupal stages. These iwo hypomorph mutants
yield adult escapers that show subtle but generalized alterations in the pattern of
connedivity within the central nervous system. They often die within a few days
exhibiing various degrees of movement irnpaimnt and final paralysis.
The protein distribution, the phenotype of mutant eccapers and the altered
eledroretinograrn pattern suggest a synaptic role for Ariadne. The pupal histological
phenotype and the broad protein expression thrwghout development also suggest a
fundion in the connedivity of the developing nervous systern
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