REGULACIÓN TRADUCCIONAL MEDIADA POR RIBOSOMAS ESPECIALIZADOS EN PLANTAS: IDENTIFICACIÓN DE DISTINTOS TIPOS DE RIBOSOMAS Y SU IMPLICACIÓN EN LA TRADUCCIÓN DE mRNAs ESPECÍFICOS

Al ser sésiles, la supervivencia de las plantas depende de su capacidad para adaptarse a un medio en constante cambio. La regulación de la traducción es clave en esta adaptación. La respuesta de la planta al ambiente depende en gran medida de las proteínas de que disponga. Por ello, y por su alto coste energético, la traducción debe estar finamente controlada y sincronizada con las señales que la planta recibe. Aún así, es muy poco lo que se conoce acerca de la regulación traduccional de mRNAs específicos. La fase de iniciación es la más estudiada y se considera el principal nivel de regulación del proceso. Además, los ARNm poseen características propias que indican la eficiencia con la que deben traducirse. Se desconoce, sin embargo, si el ribosoma desempeña un papel activo en esta regulación. De hecho, la visión del ribosoma como máquina que decodifica el ARNm y sintetiza proteínas sin tener un rol regulador en la elección de qué mensajeros deben traducirse está cambiando.Cada ribosoma eucariota está formado por unas 80 proteínas. Los eucariotas superiores poseen 79-81 familias de proteínas ribosomales (RPs), de las cuales solo un miembro por familia está presente por ribosoma. Muy recientemente se ha demostrado que no todas las RPs de un cultivo homogéneo de células de ratón están presentes en la célula de manera estequiométrica. Y es más, que ribosomas que contienen una u otra RP traducen poblaciones de ARNm diferentes. Esto ocurre en mamíferos, donde la mayoría de RPs están codificadas por un único gen. En levaduras, donde hay dos genes por RP, se ha asociado la traducción de ciertos mRNAs con parálogos específicos. En plantas, la complejidad es mucho mayor. En Arabidopsis cada familia de RP esta compuesta por entre dos y siete parálogos, lo que supone 242 RPs en el genoma y 10^34 posibles configuraciones ribosomales diferentes. La importancia biológica de este elevado número de RPs se desconoce. Aunque en general los mutantes de RPs en Arabidopsis comparten una serie de fenotipos comunes, existen casos en que mutantes de una misma familia presentan fenotipos muy diferentes, lo que sugiere que los parálogos de RPs no son funcionalmente equivalentes. Sabiendo que en mamíferos y levaduras se han podido asociar RPs y parálogos de RPs con poblaciones de mRNAs, propongo estudiar esta posibiidad en Arabidopsis y asociar combinaciones de RPs a la traducción de genes reguladores importantes. Planteo la hipótesis de que en plantas esta gran cantidad de RPs podría estar relacionada con la mayor cantidad de respuestas al ambiente que una planta debe desarrollar y, por tanto, representar una adaptación de gran importancia biológica. Para ello, propongo abordar este estudio desde dos perspectivas diferentes: (1) estudiar si los distintos parálogos de una misma familia de RPs son funcionalmente equivalentes y analizar la población de mRNAs asociada a cada uno de ellos, y (2) partiendo de mRNAs sujetos a regulación traduccional, aislar los ribosomas que los traducen y analizar su composición. Los resultados que se obtengan proporcionarán nueva información acerca del papel regulador de los ribosomas y definirán nuevos niveles en el control de la expresión génica. Asimismo, supondrán un novedoso campo de investigación para la generación de nuevas herramientas biotecnológicas de claro interés tanto en agricultura como en la industria farmacéutica.