La biogénesis mitocondrial involucra una enorme cantidad de procesos que aseguran el funcionamiento de estos organelos. Las proteínas mitocondriales se encuentran codificadas por dos sistemas genéticos diferentes: el genoma nuclear y el mitocondrial. Aproximadamente 10 a 15% de los genes nucleares codifican proteínas mitocondriales. Estas proteínas son sintetizadas en el citoplasma celular y reconocidas por receptores en la superficie mitocondrial. En las membranas mitocondriales, existen translocasas que guían los procesos de importación y posterior distribución intramitocondrial de estas proteínas; además, chaperonas y factores auxiliares asisten durante el plegamiento y ensamblaje de proteínas mitocondriales hasta que adoptan su conformación nativa y su posterior ensamblaje funcional. Recientemente se ha destacado la importancia que tienen los procesos co-traduccionales durante la distribución de proteínas a la mitocondria. Durante este proyecto, se explorarán los mecanismos moleculares mediante los cuales las moléculas de ARN mensajero (ARNm) juegan un papel fundamental durante la direccionalidad y localización de proteínas mitocondriales dentro de las células eucariontes. _x000D_ Los genomas mitocondriales codifican un número muy pequeño de proteínas altamente hidrofóbicas que son insertadas en la membrana interna de manera co-traduccional. Los mecanismos moleculares mediante los cuales los ribosomas mitocondriales son reclutados a la membrana interna no han sido entendidos a detalle. Hasta la fecha, se han identificado diversos factores que son capaces de unir ribosomas traduccionalmente activos y que entran en contacto con las proteínas que están siendo sintetizadas durante el proceso mismo de síntesis. Durante este proyecto se intentará esclarecer, desde el punto de vista bioquímico, cuáles son los pasos que se desarrollan durante el reconocimiento ribosomal. Además se investigará como es que las mitocondrias han substituido funcionalmente a los dos componentes que originalmente guiaban a los ribosomas a la superficie membranal: la partícula de reconocimiento de señal (SRP) y su receptor (SR)._x000D_

El tráfico de proteínas es un proceso vital para cualquier célula, y consiste en el transporte de proteínas desde que son sintetizadas hasta que alcanzan el compartimiento o localización específica en donde llevarán a cabo su función. En células eucariontes, los destinos finales pueden ser muy variados debido a la enorme cantidad de compartimientos que se forman debido a las fronteras que imponen las membranas. Los mecanismos que distribuyen las proteínas a los diferentes compartimentos celulares han sido intenso objeto de estudio durante las últimas décadas (Wickner y Scheckmann, 2005). En el caso particular del estudio de la biogénesis mitocondrial, existe además la complicación de que dos sistemas genéticos (el nuclear y el mitocondrial) deben ser coordinados para que las proteínas requeridas sean sintetizadas y posteriormente ensambladas en complejos funcionales. _x000D_ _x000D_ En el caso de las proteínas mitocondriales que se encuentran codificadas en el genoma nuclear y son sintetizadas en el citoplasma, es generalmente aceptado que las son distribuídas mediante un mecanismo post-traduccional, lo cual implica que las proteínas son sintetizadas completamente antes de ser reconocidas por diversas chaperonas y receptores para su distribución posterior. Por lo tanto, la mayor parte de los esfuerzos de investigación de las últimas décadas han sido enfocados en la identificación de complejos que permiten el cruce de proteínas a través de las diversas membranas, de las secuencias señal presentes en las proteínas substrato y de los correspondientes receptores (Neupert y Herrmann, 2007, Hildenbeutel et al., 2008). Sin embargo, es sólo en tiempos recientes que se ha destacado la importancia que tienen los procesos co-traduccionales durante la distribución de proteínas a la mitocondria (Margeot et al., 2005, Yogev et al., 2008). _x000D_ _x000D_ Debido a la complejidad de la biogénesis mitocondrial, los procesos de inserción de proteínas tanto de origen nuclear como de origen mitocondrial, requieren ser estudiados de manera paralela. El presente proyecto de investigación está encaminado a resolver dos problemas fundamentales acerca del transporte de proteínas durante la biogénesis mitocondrial: i) Por una parte—la del lado citoplásmico de la mitocondria—se explorarán los mecanismos moleculares mediante los cuales las moléculas de ARN mensajero (ARNm) juegan un papel fundamental durante la direccionalidad y localización dentro de las células eucariontes. ii) Por otra parte—la del lado de la matriz mitocondrial—se estudiará la inserción co-traduccional de aquellas proteínas que se encuentran codificadas en el genoma mitocondrial. _x000D_ _x000D_ El presente proyecto es único ya que no existe a la fecha una caracterización molecular de las señales y los componentes involucrados en el reconocimiento y direccionalidad de ARNm durante el proceso de distribución de proteínas a la mitocondria, ni tampoco se ha llevado a cabo una caracterización bioquímica detallada de cómo es que se desarrolla la inserción co-traduccional en la membrana interna mitocondrial. Los resultados que se obtengan a partir de esta investigación aportarán avances significativos en el campo de la biogénesis mitocondrial, que al mismo tiempo tendrán impacto en diversos aspectos de biología celular. Es de esperar que este proyecto y las colaboraciones que de éste se desprenden permitan la consolidación de un nuevo grupo de investigación con impacto en la comunidad científica nacional e internacional. _x000D_