Divergencia de la Secuencia Regulatoria y la Expresión de Genes Parálogos en la Levadura Saccharomyces cerevisiae. Este proyecto estudiará la repercusión de los cambios de la secuencia regulatoria en la expresión de tres parejas de genes parálogos. El énfasis del mismo, será el estudio de la diversificación de las secuencias regulatorias entre los promotores de cada pareja, con el fin de comprender el valor de estos cambios en relación a la subfuncionalización de los productos génicos. La diversificación de los productos de genes parálogos depende de mutaciones en las regiones codificantes, confiriendo propiedades bioquímicas peculiares a cada uno de ellos; sin embargo, esta debe ir acompañada de cambios en los perfiles de expresión de los genes. La propuesta que se presenta constituye un nuevo enfoque para el estudio de la diversificación de las regiones regulatorias de genes parálogos, ya que estudiaremos un mecanismo que permite la divergencia de los patrones de expresión, manteniendo activadores comunes en los promotores del par de parálogos. Nuestra hipótesis considera que la acción conjunta de dos activadores transcripcionales en la que uno de ellos aporta el dominio de activación, en tanto que el otro aporta el dominio de unión a DNA, resulta en una respuesta única y diferencial para cada uno de los parálogos, dependiendo de la pareja de activadores que esté participando en cada caso (Gln3p-Gcn4p, Gln3p- Hap2p, Gln3p-Leu3p, etc. El estudio con las parejas de parálogos constituye un modelo experimental que nos permitirá validar el mecanismo propuesto y extenderlo a grupos de genes no parálogos.

Esta propuesta constituye un nuevo enfoque para el estudio de la diversificación de las regiones regulatorias de genes parálogos. Estudiaremos un mecanismo que permite la divergencia de los patrones de regulación, manteniendo activadores comunes en los promotores del par de parálogos. En nuestro laboratorio, hemos obtenido resultados que sugieren que Gcn4p y Gln3p pudieran actuar de manera sinérgica (Sosa et. al., 2003; Valenzuela et. al.,1998) y entre ambos determinar respuestas transcripcionales que hasta ahora se han atribuido a la acción exclusiva de Gcn4p o Gln3p. Estos hallazgos nos han llevado a proponer que a diferencia del modelo convencional que implica que cada uno de los activadores que determinan la expresión de un gen dado, debe unirse de manera independiente al promotor, Gln3p y Gcn4p podrían actuar a través de interacciones proteína-proteína y no a través de la unión de cada uno de ellos al promotor. De suerte que en estas condiciones, uno de ellos actuaría como activador ortodoxo uniéndose a su sitio en el DNA, en tanto que el otro, actuaría exclusivamente con su dominio de activación; es decir como un co-activador. Hasta ahora nuestros resultados sugieren que Gln3p, Gcn4p, Leu3p y el Complejo HAP podrían tener una doble función como activadores ortodoxos y como co-activadores, esta propuesta explica algunas paradojas no resueltas. Una de ellas la constituye el caso de la expresión de GDH1 y ASN2 (Dang et al., 1996), que son regulados por el complejo HAP sin que intervenga la subunidad hap4p que constituye el dominio de activación del complejo, en este caso Gln3p actuaría como la subunidad activadora del complejo HAP. La activación transcripcional mediada por complejos como los arriba descritos resulta en una respuesta más variada y robusta que permite a la célula adaptarse a un gran número de cambios ambientales, utilizando para ello un número limitado de activadores. Así mismo constituye un mecanismo de diversificación de la respuesta transcripcional de genes parálogos. - Dang VD, C. Bohn M. Bolotin-Fukuhara, B. Daignan-Fornier (1996) J Bacteriol. 178:1842-9. - Sosa E, C. Aranda, L. Riego, L. Valenzuela, A. DeLuna, J. M. Cantú, and A. González (2003) Biochem Biophys Res Com. 4:1175-80. - Valenzuela, L, C. Aranda, and A. González (2001) J Bacteriol. 183 :2331-2334