Estudio de las subunidades α y β de la porción catalítica del complejo mitocondrial FOF1ATP-SINTASA del camarón Penaeus vannamei: caracterización del ADNc y evaluación del efecto de la hipoxia en la expresión génica de ambas subunidades

• Main Author: ARLETT ROBLES ROMO
• Other Authors: Fernando Luis García Carreño
• Format: Master Thesis
• Language: Spanish
• Published: Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. 2009
• Subjects: info:eu-repo/classification/AUTOR/FoF1ATP-sintasa; subunidad α; subunidad β; hipoxia; P. vannamei; info:eu-repo/classification/cti/2; info:eu-repo/classification/cti/24; info:eu-repo/classification/cti/2401; info:eu-repo/classification/cti/240113; Atlantic salmon; Salmo salar
• Online Access: http://cibnor.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1001/259

FoF1ATP-synthase is a multi-meric enzyme that catalyzes the synthesis or hydrolysis of ATP. It synthesizes 95% of cellular ATP in mitochondria. The function of the enzyme is important in all organisms. In their lifecycle, shrimp are often exposed to hypoxia. The response to hypoxia in crustaceans includes avoidance behavior and metabolic reorganization. This study attempts to characterize FoF1ATP-synthase in shrimp, a topic on which there is scarce information, using the whiteleg shrimp Penaeus vannamei as the test species. The nucleotide sequence of FoF1ATP-synthase subunits α and β were obtained by molecular biology techniques and the amount of mRNA of both subunits in gills and pleopods of shrimp exposed to hypoxia was evaluated by quantitative PCR. The cDNA sequence obtained from ATPα transcript was1653 pb long and was 83% similar to the sequence of the corresponding subunit in the Atlantic salmon Salmo salar. The cDNA sequence of ATPβ was 1823 pb long and 82% similar to the sequence of the signal crayfish Pacifastacus leniusculus. In gills, a higher concentration of mRNA of ATPα was found in shrimp exposed to 4 and 2 mg/l dissolved oxygen than in shrimp exposed to normal levels (6 mg/l). The concentration of mRNA of ATPβ was three times higher in shrimp exposed to 4 mg/l, than in shrimp exposed to 6 mg/l. In pleopods, the amount of mRNA of ATPα and ATPβ was higher in shrimp exposed to 1.5 mg/l than in shrimp exposed to 6 mg/l. Results suggest a regulation of transcription of the two subunits according to the metabolic state of the tissues. La enzima multimérica FoF1ATP-sintasa cuya función es la síntesis/ hidrólisis de ATP, provee aproximadamente el 95% del ATP que se sintetiza en la célula para cumplir sus funciones. Su función es muy importante en cualquier sistema vivo. En crustáceos existe poca información sobre su estructura y función, por lo que es considerada un objeto de estudio importante. A lo largo de su ciclo de vida los camarones se exponen con frecuencia a ambientes hipóxicos, por lo que las respuestas fisiológicas van desde la búsqueda de lugares con mayor concentración de oxígeno, hasta la reorganización del metabolismo y cambio a anaerobiosis como vía alterna para la síntesis de ATP. El objetivo de este trabajo fue abordar el estudio del complejo mitocondrial FoF1ATP-sintasa del camarón Penaeus vannamei, partiendo de la caracterización de las secuencias de ADN complementario de las dos subunidades que se encuentran directamente involucradas en el proceso catalítico de la enzima, ATPα y ATPβ, así como conocer el patrón de cambio en la concentración de ARNm de ambas subunidades, en branquias y en pleópodos, bajo condiciones de hipoxia. La secuencia del ADNc de cada subunidad fue obtenida y analizada usando técnicas de biología molecular y bioinformaticas, mientras que la evaluación de la concentración de ARNm de los transcritos ATPα y ATPβ en las branquias y los pleópodos de camarones en hipoxia por PCR cuantitativa. En el caso del ADNc de ATPα, la secuencia obtenida consta de 1653 pb y es 83% similar a la secuencia de nucleótidos de ATPα de Salmo salar, mientras que la del ADNc de ATPβ obtenida fue de 1823 pb y 82% similar a la secuencia nucleotídica de ATPβ del langostino Pacifastacus leniusculus, en ambas secuencias se identificaron el codón de inicio y de término, así como las regiones conservadas. En las branquias se observó que la cantidad del transcrito de ATPα fue hasta 119 y 128 veces mayor en los organismos sometidos a hipoxia (4 y 2 mg/L de oxígeno disuelto) que en aquellos en normoxia (6 mg/L) y la concentración del ARNm de ATPβ fue 3 veces mayor en 4 mg/L que en normoxia. En los pleópodos, al comparar con lo encontrado en normoxia, el ARNm de ATPα aumentó 15 veces y el de ATPβ 43 veces en camarones expuestos a 1.5 mg/L. Los resultados sugieren regulación durante la transcripción de ambas subunidades, en función del estado metabólico de los tejidos