Tesis doctorales DCS - OZS Doktoretza tesiak
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Browsing Tesis doctorales DCS - OZS Doktoretza tesiak by Subject "5’UTRs"
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Publication Open Access Comparative and functional analysis of 3’ untranslated regions in Staphylococcus species(2020) Menéndez Gil, Pilar; Toledo Arana, Alejandro; Lasa Uzcudun, Íñigo; Ciencias de la Salud; Osasun ZientziakUna molécula de RNA mensajero (mRNA) está compuesta por una región codificante (CDS) flanqueada por dos regiones no traducidas (UTRs), la 5’UTR y la 3’UTR, respectivamente. En eucariotas, las 3’UTRs son elementos claves en la regulación post-transcripcional. El acortamiento o la desregulación de estas regiones están asociado con diversas enfermedades como el cáncer o trastornos metabólicos. En comparación, el conocimiento de las funciones de las 3’UTRs en bacterias es mucho menor. Durante los últimos años, se ha demostrado que las 3’UTRs bacterianas pueden regular la expresión del mRNA que las contiene al igual que pueden ser reservorios de RNAs no codificantes (ncRNAs). Se les ha vinculado en la regulación de procesos bacterianos esenciales como la virulencia, el metabolismo del hierro y la formación de biofilm. En consecuencia, las 3’UTRs pueden jugar un papel mucho más amplio de lo que se había sugerido inicialmente. Sin embargo, todavía hay muchas cuestiones por resolver, por ejemplo, ¿cuál es el grado de conservación de sus secuencias tanto a nivel intra- como inter-especie? ¿Con qué frecuencia los genes ortólogos de bacterias estrechamente relacionadas mantienen conservadas las 3'UTRs? ¿Cómo afectan las variaciones nucleotídicas a la funcionalidad de las 3'UTRs y, en consecuencia, a la expresión de los mRNAs? En esta Tesis, por medio de análisis comparativos globales de los mRNAs que codifican genes ortólogos en distintas especies del género Staphylococcus, descubrimos que la mayoría de los mRNAs contienen 3’UTRs que no están conservadas. Por el contrario, las 5’UTRs se encuentran más conservadas que las 3’UTRs, sugiriendo un sesgo evolutivo hacia las 3’UTRs. La realización de mapas transcriptómicos de diversas especies de Staphylococcus confirmó que las 3’UTRs de genes ortólogos presentaban variaciones en su longitud además de los cambios en sus secuencias. Con el fin de investigar si esta variabilidad afectaba a la expresión proteica, se crearon mRNA quiméricos fusionando las CDSs de los genes icaR, ftnA y rpiRc de Staphylococcus aureus con las 3’UTRs de los mRNAs ortólogos de diferentes especies del mismo género. Los resultados mostraron que las variaciones nucleotídicas en las 3’UTRs alteraban tanto los niveles de mRNA como de proteína. Estos resultados sugerían que las 3’UTRs de genes ortólogos podían tener funciones distintas en cada especie bacteriana. Los cambios en los niveles de expresión podían ser explicados por la presencia o ausencia de elementos reguladores específicos localizados en las diferentes 3’UTRs. Las variaciones en las secuencias de las 3’UTRs podían ocurrir por diferentes procesos incluyendo reordenamientos genómicos, variaciones nucleotídicas locales y transposiciones de secuencias de inserción. Por último, extendiendo los análisis comparativos globales a 3’UTRs funcionales ya descritas, al igual que a los sets completos de mRNAs de Escherichia coli y Bacillus subtilis, descubrimos que la variabilidad de las 3’UTRs es un fenómeno que se encuentra extendido en las bacterias. En resumen, esta Tesis demuestra que las variaciones nucleotídicas en las 3’UTRs, que ocurren de manera natural por la evolución, son capaces de producir cambios en la expresión del mRNA. Esto puede crear funciones reguladoras específicas en una determinada especie, lo que posiblemente podría contribuir a una mayor diversidad entre las especies bacterianas.