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Leishmania

Leishmania es un género de protistas responsables de la enfermedad conocida como leishmaniasis[1]​ o leishmaniosis. El principal vector de infección son los mosquitos de los géneros Phlebotomus (en Eurasia y África) y Lutzomyia (en América). Sus víctimas son vertebrados: la leishmaniasis afecta a marsupiales, cánidos, roedores y primates, y se estima que unos 12 millones de humanos padecen leishmaniasis hoy en día.[cita requerida]

 
Leishmania

L. donovanii
Taxonomía
Reino: Protista
Filo: Euglenozoa
Clase: Kinetoplastea
Orden: Trypanosomatida
Familia: Trypanosomatidae
Género: Leishmania
Especies

Leishmania aethiopica
Leishmania amazonensis
Leishmania arabica
Leishmania archibaldi
Leishmania aristedes
Leishmania braziliensis
Leishmania colombiensis
Leishmania deanei
Leishmania donovani
Leishmania enriettii
Leishmania equatorensis
Leishmania forattinii
Leishmania garnhami
Leishmania gerbili
Leishmania guyanensis
Leishmania herreri
Leishmania hertigi
Leishmania infantum, sinónimo Leishmania chagasi
Leishmania killicki
Leishmania lainsoni
Leishmania major
Leishmania mexicana
Leishmania naiffi
Leishmania panamensis
Leishmania peruviana
Leishmania pifanoi
Leishmania shawi
Leishmania turanica
Leishmania tropica
Leishmania venezuelensis

Historia

Los orígenes de la Leishmania no son claros.[2][3]​ Una teoría propone un origen en África, con migración a las Américas desde el Viejo Mundo unos 15 millones de años a través del estrecho de Bering. Otra teoría propone un origen paleártico.[4]​ Dichas migraciones incluirían migraciones de los vectores o adaptaciones sucesivas. Una migración más reciente es la de L. infantum desde el Mediterráneo hasta países latinoamericanos, llamada desde entonces L. chagasi, desde la colonización europea del Nuevo Mundo, donde los parásitos encontraron un insecto vector que posibilitó su propagación a la población autóctona.

La primera descripción de leishmaniasis fue hecha por El-Razy de Iraq, alrededor del año 1500 d. C. En 1898, el médico ruso Piotr F. Borovsky hizo la primera descripción del agente etiológico presente en las lesiones cutáneas de un paciente, pero su publicación, hecha en ruso, pasó prácticamente inadvertida por los científicos occidentales.

En 1901, William Boog Leishman, durante el examen de muestras patológicas del bazo de un paciente que había muerto de leishmaniasis (kala azar) se observaron cuerpos ovales y publicó acerca de ellos en 1903. Charles Donovan del Indial Medical Service Independent encontró que dichas entidades se hallaban en otros pacientes de kala azar; ahora se conocen como cuerpos de Leishman-Donovan. Lo identificaron como el protozoo que causa el kala azar, Leishmania donovani. Sinónimos para el kala azar incluyen ahora la leishmaniasis. Nombre de Leishman fue grabado en la historia de la parasitología por Sir Ronald Ross , quien quedó impresionado por el trabajo de Leishman y clasificó el agente etiológico de kala azar diferenciándolo en género Leishmania.

Formas del parásito y su morfología

 
Formas celulares de los Trypanosomatida
 
Amastigotes de Leishmania infantum, en macrófagos.

Los parásitos del género Leishmania adoptan dos formas morfológicas durante su ciclo de vida:

  • Promastigote, forma alargada con un flagelo anterior, que se multiplican de forma extracelular en el intestino del invertebrado vector.
  • Amastigote, forma esférica con un flagelo muy corto que no sobresale de la bolsa flagelar, de modo que sólo es apreciable en el microscopio eléctrónico. Se multiplica dentro de macrófagos y células del sistema retículoendotelial del huésped vertebrado.[cita requerida]

Aunque a primera vista las formas promastigote y amastigote parecen ser muy diferentes, la estructura celular está muy conservada. Por delante del núcleo, se encuentra el kinetoplasto, una región de la mitocondria donde se localiza el ADN mitocondrial formado por miles de moléculas circulares concatenadas. El kinetoplasto está conectado con el cuerpo basal, del que emerge el flagelo. En la base de flagelo, se encuentra una invaginación de la membrana celular, que recibe el nombre de bolsillo flagelar, lugar especializado en los procesos de endocitosis y exocitosis y conectado con el aparato de Golgi.[cita requerida]

En el insecto vector, se han descrito varios estadios del parásito. Así, en la ingesta de sangre desde un hospedador infectado con Leishmania, se ingieren macrófagos con amastigotes en su interior y, tras la lisis del macrófago, los amastigotes se diferencian en promastigotes procíclicos. A continuación, estos se transforman en promastigotes nectomonados (nectomonads), que escapan de la matriz peritrófica y se adhieren a las microvellosidades de las células del epitelio intestinal. Este anclaje resulta fundamental para evitar que el parásito sea expulsado junto con los restos no adsorbidos tras la digestión de la ingesta de sangre. Posteriormente, avanzan hacia el intestino torácico y a la válvula estomodeal, donde se diferencian en promastigotes leptomonados (leptomonads). Allí, los leptomonados se diferencian bien en promastigotes haptomonados (haptomonads), que se adhieren a la válvula estomodeal, o en promastigotes metacíclicos, que son las formas infectivas y que se transmiten a los hospedadores mamíferos cuando el insecto pica para ingerir sangre. El fuerte anclaje de los haptomonados a la estructura quitinosa de la válvula estomodeal impide que pasen junto a los metacíclicos al hospedador mamífero, y de esta manera podrían ser también los responsables de que el insecto vector permanezca infectado de por vida.[cita requerida]

Las distintas formas de promastigotes se definen con base en características morfológicas y de tamaño. Así, los promastigotes procíclicos tienen una longitud del cuerpo entre 6,5 y 11,5 µm, y un flagelo más corto que el cuerpo; el cuerpo de los nectomonados tiene una longitud mayor a 12 µm; los leptomonados tienen una longitud del cuerpo entre 6,5 y 11,5 µm, pero un flagelo más largo que el cuerpo; los promastigotes metacíclicos tienen una longitud del cuerpo inferior a 8 µm (anchura de 1 µm) y un flagelo más largo que el cuerpo.[5]

Localización evolutiva (filogenia)

Los parásitos del género a Leishmania pertenecen al orden de los tripanosomátidos,[6]​ donde se encuadran otros agentes etiológicos de enfermedades tan importantes como son la enfermedad del sueño (causada por Trypanosoma brucei) y la enfermedad de Chagas (causada por Trypanosoma cruzi). Todos ellos presentan ciclos de vida complejos en los que intervienen dos tipos de hospedadores: mamíferos e insectos. En la escala evolutiva, se sitúan en una de las ramas surgidas más tempranamente del tronco evolutivo de los eucariotas (hace unos 500 millones de años), lo que explica que estos organismos tengan mecanismos moleculares bastante peculiares, entre los que destacan la extensa edición del ARN mitocondrial para generar ARNm funcionales a partir de los transcriptos derivados de criptogenes (o pseudogenes) mitocondriales, la transcripción policistrónica de los genes nucleares y el procesamiento de los ARNm mediante el mecanismo de trans-splicing.[cita requerida]

Taxonomía

La clasificación de los parásitos del género Leishmania se basó inicialmente en criterios clínicos, de acuerdo a la enfermedad generada en los pacientes. Así, a las leishmanias causantes de leishmaniasis cutáneas, independientemente del lugar geográfico, se les denominó Leishmania tropica, y a las causantes de leishmaniasis visceral (LV) como Leishmania donovani. En 1908, el médico francés Charles Nicolle, teniendo en cuenta las peculiaridades de la LV en personas de la cuenca mediterránea, cuyas características clínicas y epidemiológicas eran diferentes a las asociadas a la LV en la India, decidió nombrar como Leishmania infantum al parásito causante de la LV en la zona mediterránea y mantener la denominación de L. donovani a los parásitos causantes de LV en la India. Posteriormente, en 1911, el científico brasileño Gaspar Vianna consideró pertinente nominar una nueva especie, Leishmania braziliensis, como la causante de las formas diseminadas de leishmaniasis que aparecían con cierta frecuencia en pacientes de Brasil. En años sucesivos, un gran número de especies se fueron nombrando, donde los criterios de localización geográfica se fueron imponiendo a los criterios clínicos, lo que ha llevado a la situación actual en la que organismos genéticamente indistinguibles recibieron nombres diferentes. Estudios filogenéticos basados en análisis de secuencias nucleotídicas están ayudando al establecimiento de taxonomías dentro del género Leishmania cada vez más consistentes.[7]

Ciclo de vida

 
Ciclo vital de Leishmania.
  • Etapas en el ser humano. La leishmaniasis es transmitida por la picadura de un insecto hematófago. El insecto inyecta en la sangre la forma infecciosa, los promastigotes (1 en la figura). Los promastigotes son fagocitados por los macrófagos (2) y se transforman en amastigotes (3). Estos se multiplican en las células infectadas y afectan a distintos tejidos, dependiendo en parte de la especie de Leishmania (4). Esto origina las manifestaciones clínicas de la leishmaniasis.
  • Etapas en el insecto. El insecto se infecta al ingerir sangre con macrófagos infectados por amastigotes (5, 6). En el intestino del insecto, los parásitos se diferencian en promastigotes (7), que se multiplican y migran a la probóscide (8). Si el insecto realiza otra picadura, los promastigotes pasan a la sangre del huésped (1), completándose el ciclo.

Epidemiología

Las infecciones se consideran cutáneas, mucocutáneas o viscerales.

Las infecciones cutáneas, localizadas y difusas son claras infecciones de la piel. La más común es el botón de Oriente (causada por las especies del Viejo Mundo L. major, L. tropica, y L. aethiopica). En el Nuevo Mundo, los culpables más comunes son la L. mexicana y L. (Viannia) braziliensis. Las infecciones cutáneas son más frecuentes en Afganistán, Brasil, Irán, Perú, Arabia Saudita y Siria. La versión mucocutánea (espundia) son infecciones que comienzan como una reacción a la picadura y luego dispersan a las membranas mucosas y pueden llegar a ser mortales. Las infecciones mucocutáneas son frecuentes en Bolivia, Brasil y Perú.

Las infecciones viscerales se reconocen por la fiebre, hepato-esplenomegalia y anemia. Se conocen por varios nombres, el más común de los cuales es Kala azar, y es causada exclusivamente por el complejo L. donovani (L. donovani, L. infantum, L. chagasi).[1]​ Se halla en áreas tropicales y subtropicales en todos los continentes, con la excepción de Oceania, especialmente en Bangladés, Brasil, India, Nepal y Sudán.[1]

Patogenia

Lo primero que ocurre es la penetración de los parásitos al hombre. Los promastigotas metacíclicos muestran resistencia a la citólisis por el complemento, debido a las modificaciones en la lipofosfoglicano (LPG) componente mayoritario de la superficie de la Leishmania. Posteriormente, se produce la unión macrófago-parásito en las que intervienen varias proteínas de superficie que favorecen la opsonización de los promastigotas y su unión a los receptores de macrófagos. Una vez adherido los promastigotas se produce la fagocitosis y se produce la transformación en amastigotas. Los amastigotas logran multiplicarse en el interior del macrófago, lo que conlleva a la lisis del macrófago y la liberación de parásitos que infectan nuevos macrófagos. La respuesta del huésped determina la progresión o eliminación de la infección, respuesta mediada principalmente por células T.

Proteína Kinasa R

Los macrófagos infectados por multitud de parásitos tienen como fuente de protección común la producción de óxido nítrico producido por la Óxido nítrico sintasa que es regulada a través del factor NF-kapabeta (factor nuclear potenciador de las cadenas ligeras kappa de las células B activadas).

En el caso de Leishmania se pierde esa forma de defensa debido a que el parásito fosforila la PKR (proteína kinasa R dependiente de ARN de doble cadena) que es un componente clave en la respuesta antiviral celular. Esta proteína activada desacopla las subunidades de Nf-kapabeta inhibiendo la Óxido nítrico sintasa. La activación de PKR puede deberse a múltiples factores: intermediarios de ARN de doble cadena, estímulos como el factor de necrosis tumoral (TNF), Interleukinas (IL) y el lipopolisacárido bacteriano (LPS). PKR juega un papel fundamental en la ruta de señalización innata ya que es activada por la respuesta proinflamatoria además de ser importante en la activación del Factor Nuclear B (NF-B).

Se ha comprobado que la infección producida por la especie L. amazonensis induce la fosforilación de PKR y aumenta su concentración. Cuando PKR está activa induce la producción de IL-10 que es un clásico supresor de citoquinas que puede favorecer la proliferación intracelular de L.amazonensis. El tratamiento con Poly C (polirribonucleótido sintético inductor de PKR) también produce la fosforilación de PKR y aumenta su concentración.[8]

La activación de PKR puede inducir al dímero transactivador de Nf-kapaBeta que conduce a la expresión de la Óxido nítrico sintasa y como consecuencia producirse NO, el cual presenta un efecto negativo a la proliferación intracelular de Leishmania. Sin embargo, L. amazonensis es capaz de inducir el represor del homodímero NFKB y la división de la subunidad transactivadora P65Nf-kapaBeta ocasionando la supresión de la producción de Óxido nitríco sintasa y por ende la reducción de los niveles intracelulares de NO. La activación de PKR por el Poly C induce la producción de IL-10 presentando un efecto positivo en la proliferación intracelular de Leishmania.[8]

Una posible vía de acción terapéutica podría consistir en utilizar PKR como biomarcador de Leishmania y desarrollar fármacos que actúen sobre la proteína.

Genoma

El genoma de los parásitos del género Leishmania está constituido por 34 a 36 cromosomas, dependiendo de la especie. La mayoría de las especies, denominadas del Viejo Mundo, (L. donovani, L. infantum, L. chagasi, L. major y otras) cuanta con 36 cromosomas, mientras que las especies del Nuevo Mundo, L. braziliensis y L. mexicana cuentan con 35 y 34 cromosomas respectivamente. En el genoma de L. braziliensis, los cromosomas 20 y 34 se encuentran fusionados mientras que en el genoma de L. mexicana se encuentran fusionados los cromosomas 8 - 29 y 20 - 36.[9][10]

Una de las peculiaridades del genoma en Leishmania, y otros tripanosomátidos relacionados como son Trypanosoma brucei y Trypanosoma cruzi, es la organización de sus genes en largas agrupaciones con igual orientación transcripcional. Los genes que componen estas agrupaciones no parecen tener ninguna relación funcional, más bien su ordenación unidireccional parece ser dictada por el modo en el que son transcritos. Los trabajos realizados por el investigador mexicana Santiago Martínez-Calvillo y el estadounidense Peter Myler demostraron que la transcripción de los genes se inicia justo por encima del primer gen de cada agrupación y procede de forma policistrónica hasta alcanzar el último gen.[11]​ Estas agrupaciones génicas se denominan unidades de transcripción policistrónica (PTUs, del inglés Polycistronic Transcription Units). Algunas regiones de los cromosomas, conocidas como regiones de cambio de hebra (SSRs, del inglés Strand-Switch Regions), la transcripción de las PTUs comienza bidireccionalmente (y se denominan SSRs divergentes) o la transcripción de dos PTUs localizadas en hebras opuestas converge (SSRs convergentes) y presumiblemente termina. En la siguiente figura se ilustra cómo es la organización génica en Leishmania.

 
Organización génica en Leishmania.

Aunque Leishmania es considerado como un organismo esencialmente diploide, esta no es una característica genómica que este parásito controle de forma estricta. Más bien, una aneuploidía cromosomal parece ser más la norma, y esta puede ser distinta de acuerdo con las especies (e incluso entre cepas de la misma especie) y además puede cambiar de acuerdo con las condiciones ambientales en las que se encuentre el parásito. Aún es más, de acuerdo con los minuciosos trabajos realizados por los investigadores Patrick Bastien, Michel Pagès e Yvon Sterkers de la Universidad de Montpellier, los parásitos que forman una población derivada de una cepa (o incluso un clon) contienen genomas diferentes en cuanto al número de cada uno de sus cromosomas. Así, la población está compuesta por parásitos que contienen uno, dos, tres o más copias de cada uno de los cromosomas, y que las proporciones de estas células puede ser distinta en las cepas o variar con las condiciones ambientales en las que la población esté creciendo. A esta sorprendente característica de Leishmania, estos autores la han llamado mosaic aneuploidy,[12]​ que podríamos traducirla como mosaico de aneuploidías.

Transcripción poliscistrónica y generación de los mRNAs

Leishmania, y otros tripanosomátidos con los que comparte una similar organización genómica, tiene una forma muy peculiar de regular la expresión génica. No existe control (o es poco significativo) a nivel génico de la transcripción, sino que los genes (organizados en largas agrupaciones, como se indica en el apartado sobre su genoma) se transcriben continuamente en unidades policistrónicas[13]​. Según están siendo sintetizados por la RNA polimerasa II, estos transcritos son procesados para generar RNAs mensajeros individuales (mRNAs) mediante otro peculiar mecanismo presente en estos microorganismos, el trans-splicing o proceso de unión de dos moléculas de RNA no colineales. Este peculiar mecanismo fue descrito inicialmente en el laboratorio dirigido por la investigadora estadounidense Nina Agabian en los años 80 del siglo pasado[14]​, pero luego, con los años, se fue encontrando en diversos grupos de organismos, tales como cnidarios, nematodos, crustáceos, rotíferos y dinoflagelados, entre otros[15]​. Durante el trans-splicing en Leishmania, una secuencia de 39 nucleótidos, conocida como mini-exón o secuencia SL (del inglés spliced leader) es añadida al comienzo de todos los RNAs codificantes de proteínas, definiendo el extremo 5’ de los mRNAs. El extremo 3’ de los mRNAs, como en el resto de los eucariotas, incluye una hilera de adeninas, introducidas tras el procesamiento del transcrito precursor. Ambos procesos, trans-splicing de un transcrito y la poliadenilación del transcrito situado por encima en el precursor ocurren de manera concertada[16]​.

La secuencia del mini-exón (AACUAACGCUAUAUAAGUAUCAGUUUCUGUACUUUAUUG) es idéntica en todas las especies del género Leishmania, y deriva de un transcrito precursor conocido como medRNA, que empieza con dicha secuencia mini-exón. El extremo 5’ del mRNA (y en consecuencia del mini-exón) se encuentra muy modificado, el primer nucleótido está modificado con la adición de 7-metilguanina (modificación típica del 5’ de los mRNAs eucarióticos), pero además los cuatro primeros nucleótidos (AACU) están modificados por O-metilación en posición 2’ del anillo de ribosa, además de metilaciones adicionales en el primer y cuarto nucleótidos. Todas estas modificaciones ocurren durante la biogénesis del medRNA. Por estas peculiaridades, a esta estructura se le denomina cap4, y como ocurre con la estructura cap de los mRNAs eucarióticos, su presencia es un requisito para la traducción en los ribosomas.[17]​ Por tanto, la adición del mini-exón desempeña dos funciones, por un lado, delimitar el sitio de inicio del mRNA y, por otro, provee la estructura cap a los mRNAs.

En la siguiente figura se ilustran los procesos indicados.

 
Modelo sobre la transcripción policistrónica en Leishmania, y el procesamiento mediante el mecanismo de trans-splicing (adición de un pequeño exón, denominado miniexón o SL) y la poliadenilación, para dar lugar a mensajeros individuales maduros


trans-splicing o empalme en trans

Aunque la Real Academia Nacional de Medicina recomienda el uso de la palabra empalme como traducción del término inglés splicing, el término anglosajón se utiliza más frecuentemente que la palabra empalme tanto en los ámbitos académicos como por los profesionales de las ciencias biomédicas.

El splicing es un proceso por el que los intrones presentes en los transcritos primarios son eliminados mediante un corte y los exones son unidos o empalmados para dar el ARN mensajero. Este proceso de corte y pegado ocurre en la mayoría de los organismos eucariotas y en los vertebrados alcanza su máxima complejidad por el gran número de intrones existentes en algunos de los transcritos primarios. Para más detalles sobre el proceso ver la entrada Splicing de ARN.

En los tripanosomátidos se descubrió que el empalme o splicing podría implicar a dos moléculas de RNA presentes en transcritos independientes, por lo que se acuñó el término trans-splicing para dar nombre a este proceso, mientras que al proceso de corte y empalme sobre un transcrito primario se le denomina cis-splicing. Pronto se vio que ambos procesos, cis- y trans-splicing operan a través de procesos de transesterificación muy similares y basados en motivos estructurales conservados (ver figura asociada).

 
Mecanismo molecular del trans-splicing. 5’DS, sitio donador de splicing; 3’AS, sitio aceptor de splicing; A, adenosina que actúa de punto de ramificación; Py, secuencia rica en pirimidinas.

El cis-splicing es realizado por un complejo conocido como espliceosoma (spliceosome) formado por cinco snRNAs (U1, U2, U4, U5 y U6) y más de un centenar de proteínas. Este complejo, con pequeñas diferencias, también existe en tripanosomátidos.[18]​ Los complejos de estos RNA pequeños con proteínas se denominas snRNPs (del inglés small nuclear ribonucleoproteins). El proceso del cis-splicing, explicado de una forma sencilla, opera a través del reconocimiento de tres elementos conservados de secuencia situados en el intrón. Primero, la partícula snRNP U1 se une al sitio donador situado en 5’, promoviendo a continuación que la partícula snRNP U2 se una al sitio conocido como punto de ramificación. En ese momento se produce el ensamblaje del resto de componentes del spliceosoma: snRNPs U4, U5 y U6. Entonces se desencadenan dos reacciones de transesterificación que afectan a enlaces fosfodiéster. En la primera reacción, el hidroxilo del carbono 2’ de la adenosina del punto de ramificación ataca al sitio donador 5’. Como resultado, se liberan el exón situado en 5’, que queda libre, y un intermediario con estructura en lazo (lariat). A continuación se produce la segunda reacción de transesterificación, que se produce como resultado del ataque del hidroxilo del carbono 3’ del exón en 5’ con el sitio aceptor 3’, quedando los dos exones unidos y el intrón con una estructura de lazo. Las reacciones en el espliceosoma son promovidas por los componentes de RNA que son, por tanto, ribozimas.

Los motivos estructurales que definen los sitios 5’ donador y 3’ aceptor están también conservadas en el trans-splicing con respecto al cis-splicing, y los intermediarios y productos de la reacción son análogos. Como peculiaridad del proceso de trans-splicing es que las regiones intrónicas liberadas generan una estructura en forma de “Y” en lugar de la estructura en lazo del cis-splicing (ver figura adjunta).


Regulación de la expresión génica

Leishmania y otros tripanosomátidos, como Trypanosoma brucei y Trypanosoma cruzi, han renunciado a regular la expresión de los genes a nivel transcripcional y se han especializado en hacerlo únicamente a nivel postranscripcional. Como ocurre en el resto de eucariotas, los genes codificantes de proteínas son transcritos por la ARN polimerasa II (ARN polII). Sin embargo, a diferencia de otros organismos, los genes de tripanosomátidos carecen de promotores para la unión de esta polimerasa, y la enzima se posiciona en puntos no bien definidos de los cromosomas, desde donde comienza a transcribir de forma continua largos transcritos hasta alcanzar algún obstáculo estructural (regiones terminadoras o modificaciones de la cromatina). Condicionada por esta transcripción indiscriminada, la organización de los genes en los genomas de estos protistas ha evolucionado hacia una ordenación en agrupaciones unidireccionales, en el sentido transcripcional, aun sin mantener los genes relación funcional alguna (ver apartado Transcripción poliscistrónica y generación de los mRNAs).

La regulación a nivel postranscripcional no es exclusiva de tripanosomátidos, sino que es un nivel de regulación de la expresión génica presente en todos los seres vivos. La regulación postranscripcional con respecto a la regulación transcripcional tiene la ventaja de la inmediatez ya que opera sobre los mRNAs ya sintetizados para regular la traducción de solo aquellos cuyos productos proteicos son requeridos.

En la regulación postranscripcional, las proteínas de unión a RNA o RBP (del inglés RNA-binding proteins) resultan clave, ya que a través del reconocimiento de motivos secuenciales o estructurales presentes en los mRNAs van a seleccionar aquellos transcritos que deben ser traducidos y almacenar silenciados aquellos que puedan ser útiles en otros momentos.[19]​ Los motivos reconocidos frecuentemente se encuentran en las regiones UTR (del inglés untranslated region) o no traducidas de los mRNAs, donde se pueden acumular motivos secuenciales sin la constricción impuesta por el código genético en las regiones codificantes. Así, las señales ambientales y celulares van a incidir sobre sensores celulares encargados de activar o desactivar a RBP particulares, que a su vez seleccionarán aquellos transcritos que deben ser leídos en los ribosomas para generar las proteínas requeridas en respuesta al cambio ambiental o celular que indujo la vía de señalización.

Para aquellos lectores interesados en profundizar en los mecanismos moleculares responsables de la regulación postranscripcional en Leishmania y otros tripanosomátidos se recomienda consultar una serie de artículos de revisión que, aun estando escritos en inglés, han sido escritos por autores hispanohablantes y en caso de que el lector lo requiera podrán servir de vía para contactar directamente con estos autores.[13][20][21][22]

La familia HSP70

La proteína de choque térmico de 70-kDa o HSP70 se encuentra entre las proteínas más conservadas en la evolución de las que están presentes en todo organismo vivo. El nombre de esta proteína está ligado a su descubrimiento, por ser una de las proteínas cuya expresión aumenta considerablemente tras la exposición de una célula o el organismo entero a una temperatura ambiente varios grados por encima (choque térmico) de su temperatura habitual de crecimiento. Sin embargo, pronto se observó que la proteína también desempeña funciones esenciales durante el funcionamiento normal de la célula; entre ellas, el ser clave para el plegamiento de proteínas durante la biosíntesis, el transporte a los orgánulos y la recuperación de proteínas desnaturalizadas. De hecho, el incremento de la HSP70 durante el choque térmico es una consecuencia directa del incremento en proteínas desplegadas ocasionado por el aumento de temperatura.

           En los parásitos que tienen como hospedadores a organismos homeotérmicos, como es el caso de Leishmania, cambios súbitos de temperatura ocurren tras la transmisión desde el insecto vector. El parásito ha evolucionado mecanismos para sobreponerse a este estrés y continuar su ciclo de vida. Entre estos mecanismos se encuentra el disponer de una de las familias HSP70 más diversificadas que se conocen.[23]​ Así, en Leishmania, se encuentran todos los miembros habituales de la familia HSP70 en eucariotas: HSP70 citosólica, la HSP70 situada en el retículo endoplasmático (también conocida como BiP o GRP78), la HSP70 mitocondrial y la subfamilia HSP110, compuesta por las proteínas HSP110, GRP170 y HSP70.a. Pero, además, en su genoma están codificadas otras tres proteínas con características típicas de la HSP70, y que se denominan HSP70.4, HSP70.b  y HSP70.c.

Enlaces externos

  •   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Leishmania.
  • Microbiología clínica (on-line). Capítulo 27. Género Leishmania

Referencias

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  3. Noyes HA, Moro DA, Chance ML, Ellis JT (2000). «Evidence for a neotropical origin of Leishmania». Mem. Inst. Oswaldo Cruz 95 (4): 575-8. PMID 10904417. 
  4. Kerr SF (1995). «Palaearctic origin of Leishmania». Mem. Inst. Oswaldo Cruz 95 (1): 75-80. PMID 10656708. 
  5. Sunter J, Gull K. 2017. Shape, form, function and Leishmania pathogenicity: from textbook descriptions to biological understanding. Open Biol 7: 170165. PMID=28903998
  6. Moreira D, Lopez-Garcia P, Vickerman K. 2004. An updated view of kinetoplastid phylogeny using environmental sequences and a closer outgroup: proposal for a new classification of the class Kinetoplastea. Int J Syst Evol Microbiol 54: 1861-1875.[1]
  7. Fraga J, Montalvo AM, Van der Auwera G, Maes I, Dujardin JC, Requena JM. 2013. Evolution and species discrimination according to the Leishmania heat-shock protein 20 gene. Infect Genet Evol 18: 229-237. [2]
  8. Pereira, R. M.; Teixeira, K. L.; Barreto-de-Souza, V.; Calegari-Silva, T. C.; De-Melo, L. D.; Soares, D. C.; et al (febrero de 2010). «Novel role for the double-stranded RNA-activated protein kinase PKR: modulation of macrophage infection by the protozoan parasite Leishmania.» [Novedoso rol de la proteina quinasa PKR de doble hebra activada por ARN: modulación de la infección de macrófagos por el protozoo parásito Leishmania]. FASEB J (en inglés) 24 (2): 617-626. PMID 19812373. doi:10.1096/fj.09-140053. Consultado el 24 de septiembre de 2017. 
  9. Myler, Peter J.; Beverley, Stephen M.; Cruz, Angela K.; Dobson, Deborah E.; Ivens, Alasdair C.; Saxena, Alka; et al (agosto de 2001). «The Leishmania genome project: new insights into gene organization and function» [Proyecto genoma Leishmania: nuevos entendimientos acerca de la organización del genoma y función]. Med Microbiol Immunol 2001) 190: 9±12 DOI (en inglés) 190: 9-12. doi:10.1007/s004300100070. Consultado el 19 de noviembre de 2017. 
  10. Britto, C.; Ravel, C.; Bastien, P.; Blaineau, C.; Pagès, M.; Dedet, J. P.; Wincker, P. (noviembre de 1998). «Conserved linkage groups associated with large-scale chromosomal rearrangements between Old World and New World Leishmania genomes» [Grupos de encadenamiento conservado asociados con reordenamientos cromosómicos de gran escala entre los genomas de Leishmania del Viejo Mundo y el Nuevo Mundo]. Gene (en inglés) 222 (1): 107-117. PMID 9813266. Consultado el 24 de septiembre de 2017. 
  11. Martinez-Calvillo S, Yan S, Nguyen D, Fox M, Stuart K, Myler PJ. 2003. Transcription of Leishmania major Friedlin chromosome 1 initiates in both directions within a single region. Mol Cell 11: 1291-1299. PMID=12769852
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  •   Datos: Q524818
  •   Multimedia: Leishmania
  •   Especies: Leishmania

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Leishmania es un genero de protistas responsables de la enfermedad conocida como leishmaniasis 1 o leishmaniosis El principal vector de infeccion son los mosquitos de los generos Phlebotomus en Eurasia y Africa y Lutzomyia en America Sus victimas son vertebrados la leishmaniasis afecta a marsupiales canidos roedores y primates y se estima que unos 12 millones de humanos padecen leishmaniasis hoy en dia cita requerida LeishmaniaL donovaniiTaxonomiaReino ProtistaFilo EuglenozoaClase KinetoplasteaOrden TrypanosomatidaFamilia TrypanosomatidaeGenero LeishmaniaEspeciesLeishmania aethiopicaLeishmania amazonensisLeishmania arabicaLeishmania archibaldiLeishmania aristedesLeishmania braziliensisLeishmania colombiensisLeishmania deaneiLeishmania donovaniLeishmania enriettiiLeishmania equatorensisLeishmania forattiniiLeishmania garnhamiLeishmania gerbiliLeishmania guyanensisLeishmania herreriLeishmania hertigiLeishmania infantum sinonimo Leishmania chagasiLeishmania killickiLeishmania lainsoniLeishmania majorLeishmania mexicanaLeishmania naiffiLeishmania panamensisLeishmania peruvianaLeishmania pifanoiLeishmania shawiLeishmania turanicaLeishmania tropicaLeishmania venezuelensis editar datos en Wikidata Indice 1 Historia 2 Formas del parasito y su morfologia 3 Localizacion evolutiva filogenia 4 Taxonomia 5 Ciclo de vida 6 Epidemiologia 7 Patogenia 8 Proteina Kinasa R 9 Genoma 10 Transcripcion poliscistronica y generacion de los mRNAs 11 trans splicing o empalme en trans 12 Regulacion de la expresion genica 13 La familia HSP70 14 Enlaces externos 15 ReferenciasHistoria EditarLos origenes de la Leishmania no son claros 2 3 Una teoria propone un origen en Africa con migracion a las Americas desde el Viejo Mundo unos 15 millones de anos a traves del estrecho de Bering Otra teoria propone un origen paleartico 4 Dichas migraciones incluirian migraciones de los vectores o adaptaciones sucesivas Una migracion mas reciente es la de L infantum desde el Mediterraneo hasta paises latinoamericanos llamada desde entonces L chagasi desde la colonizacion europea del Nuevo Mundo donde los parasitos encontraron un insecto vector que posibilito su propagacion a la poblacion autoctona La primera descripcion de leishmaniasis fue hecha por El Razy de Iraq alrededor del ano 1500 d C En 1898 el medico ruso Piotr F Borovsky hizo la primera descripcion del agente etiologico presente en las lesiones cutaneas de un paciente pero su publicacion hecha en ruso paso practicamente inadvertida por los cientificos occidentales En 1901 William Boog Leishman durante el examen de muestras patologicas del bazo de un paciente que habia muerto de leishmaniasis kala azar se observaron cuerpos ovales y publico acerca de ellos en 1903 Charles Donovan del Indial Medical Service Independent encontro que dichas entidades se hallaban en otros pacientes de kala azar ahora se conocen como cuerpos de Leishman Donovan Lo identificaron como el protozoo que causa el kala azar Leishmania donovani Sinonimos para el kala azar incluyen ahora la leishmaniasis Nombre de Leishman fue grabado en la historia de la parasitologia por Sir Ronald Ross quien quedo impresionado por el trabajo de Leishman y clasifico el agente etiologico de kala azar diferenciandolo en genero Leishmania Formas del parasito y su morfologia Editar Formas celulares de los Trypanosomatida Amastigotes de Leishmania infantum en macrofagos Los parasitos del genero Leishmania adoptan dos formas morfologicas durante su ciclo de vida Promastigote forma alargada con un flagelo anterior que se multiplican de forma extracelular en el intestino del invertebrado vector Amastigote forma esferica con un flagelo muy corto que no sobresale de la bolsa flagelar de modo que solo es apreciable en el microscopio electronico Se multiplica dentro de macrofagos y celulas del sistema reticuloendotelial del huesped vertebrado cita requerida Aunque a primera vista las formas promastigote y amastigote parecen ser muy diferentes la estructura celular esta muy conservada Por delante del nucleo se encuentra el kinetoplasto una region de la mitocondria donde se localiza el ADN mitocondrial formado por miles de moleculas circulares concatenadas El kinetoplasto esta conectado con el cuerpo basal del que emerge el flagelo En la base de flagelo se encuentra una invaginacion de la membrana celular que recibe el nombre de bolsillo flagelar lugar especializado en los procesos de endocitosis y exocitosis y conectado con el aparato de Golgi cita requerida En el insecto vector se han descrito varios estadios del parasito Asi en la ingesta de sangre desde un hospedador infectado con Leishmania se ingieren macrofagos con amastigotes en su interior y tras la lisis del macrofago los amastigotes se diferencian en promastigotes prociclicos A continuacion estos se transforman en promastigotes nectomonados nectomonads que escapan de la matriz peritrofica y se adhieren a las microvellosidades de las celulas del epitelio intestinal Este anclaje resulta fundamental para evitar que el parasito sea expulsado junto con los restos no adsorbidos tras la digestion de la ingesta de sangre Posteriormente avanzan hacia el intestino toracico y a la valvula estomodeal donde se diferencian en promastigotes leptomonados leptomonads Alli los leptomonados se diferencian bien en promastigotes haptomonados haptomonads que se adhieren a la valvula estomodeal o en promastigotes metaciclicos que son las formas infectivas y que se transmiten a los hospedadores mamiferos cuando el insecto pica para ingerir sangre El fuerte anclaje de los haptomonados a la estructura quitinosa de la valvula estomodeal impide que pasen junto a los metaciclicos al hospedador mamifero y de esta manera podrian ser tambien los responsables de que el insecto vector permanezca infectado de por vida cita requerida Las distintas formas de promastigotes se definen con base en caracteristicas morfologicas y de tamano Asi los promastigotes prociclicos tienen una longitud del cuerpo entre 6 5 y 11 5 µm y un flagelo mas corto que el cuerpo el cuerpo de los nectomonados tiene una longitud mayor a 12 µm los leptomonados tienen una longitud del cuerpo entre 6 5 y 11 5 µm pero un flagelo mas largo que el cuerpo los promastigotes metaciclicos tienen una longitud del cuerpo inferior a 8 µm anchura de 1 µm y un flagelo mas largo que el cuerpo 5 Localizacion evolutiva filogenia EditarLos parasitos del genero a Leishmania pertenecen al orden de los tripanosomatidos 6 donde se encuadran otros agentes etiologicos de enfermedades tan importantes como son la enfermedad del sueno causada por Trypanosoma brucei y la enfermedad de Chagas causada por Trypanosoma cruzi Todos ellos presentan ciclos de vida complejos en los que intervienen dos tipos de hospedadores mamiferos e insectos En la escala evolutiva se situan en una de las ramas surgidas mas tempranamente del tronco evolutivo de los eucariotas hace unos 500 millones de anos lo que explica que estos organismos tengan mecanismos moleculares bastante peculiares entre los que destacan la extensa edicion del ARN mitocondrial para generar ARNm funcionales a partir de los transcriptos derivados de criptogenes o pseudogenes mitocondriales la transcripcion policistronica de los genes nucleares y el procesamiento de los ARNm mediante el mecanismo de trans splicing cita requerida Taxonomia EditarLa clasificacion de los parasitos del genero Leishmania se baso inicialmente en criterios clinicos de acuerdo a la enfermedad generada en los pacientes Asi a las leishmanias causantes de leishmaniasis cutaneas independientemente del lugar geografico se les denomino Leishmania tropica y a las causantes de leishmaniasis visceral LV como Leishmania donovani En 1908 el medico frances Charles Nicolle teniendo en cuenta las peculiaridades de la LV en personas de la cuenca mediterranea cuyas caracteristicas clinicas y epidemiologicas eran diferentes a las asociadas a la LV en la India decidio nombrar como Leishmania infantum al parasito causante de la LV en la zona mediterranea y mantener la denominacion de L donovani a los parasitos causantes de LV en la India Posteriormente en 1911 el cientifico brasileno Gaspar Vianna considero pertinente nominar una nueva especie Leishmania braziliensis como la causante de las formas diseminadas de leishmaniasis que aparecian con cierta frecuencia en pacientes de Brasil En anos sucesivos un gran numero de especies se fueron nombrando donde los criterios de localizacion geografica se fueron imponiendo a los criterios clinicos lo que ha llevado a la situacion actual en la que organismos geneticamente indistinguibles recibieron nombres diferentes Estudios filogeneticos basados en analisis de secuencias nucleotidicas estan ayudando al establecimiento de taxonomias dentro del genero Leishmania cada vez mas consistentes 7 Ciclo de vida Editar Ciclo vital de Leishmania Etapas en el ser humano La leishmaniasis es transmitida por la picadura de un insecto hematofago El insecto inyecta en la sangre la forma infecciosa los promastigotes 1 en la figura Los promastigotes son fagocitados por los macrofagos 2 y se transforman en amastigotes 3 Estos se multiplican en las celulas infectadas y afectan a distintos tejidos dependiendo en parte de la especie de Leishmania 4 Esto origina las manifestaciones clinicas de la leishmaniasis Etapas en el insecto El insecto se infecta al ingerir sangre con macrofagos infectados por amastigotes 5 6 En el intestino del insecto los parasitos se diferencian en promastigotes 7 que se multiplican y migran a la proboscide 8 Si el insecto realiza otra picadura los promastigotes pasan a la sangre del huesped 1 completandose el ciclo Epidemiologia EditarArticulo principal Leishmaniasis Las infecciones se consideran cutaneas mucocutaneas o viscerales Las infecciones cutaneas localizadas y difusas son claras infecciones de la piel La mas comun es el boton de Oriente causada por las especies del Viejo Mundo L major L tropica y L aethiopica En el Nuevo Mundo los culpables mas comunes son la L mexicana y L Viannia braziliensis Las infecciones cutaneas son mas frecuentes en Afganistan Brasil Iran Peru Arabia Saudita y Siria La version mucocutanea espundia son infecciones que comienzan como una reaccion a la picadura y luego dispersan a las membranas mucosas y pueden llegar a ser mortales Las infecciones mucocutaneas son frecuentes en Bolivia Brasil y Peru Las infecciones viscerales se reconocen por la fiebre hepato esplenomegalia y anemia Se conocen por varios nombres el mas comun de los cuales es Kala azar y es causada exclusivamente por el complejo L donovani L donovani L infantum L chagasi 1 Se halla en areas tropicales y subtropicales en todos los continentes con la excepcion de Oceania especialmente en Banglades Brasil India Nepal y Sudan 1 Patogenia EditarLo primero que ocurre es la penetracion de los parasitos al hombre Los promastigotas metaciclicos muestran resistencia a la citolisis por el complemento debido a las modificaciones en la lipofosfoglicano LPG componente mayoritario de la superficie de la Leishmania Posteriormente se produce la union macrofago parasito en las que intervienen varias proteinas de superficie que favorecen la opsonizacion de los promastigotas y su union a los receptores de macrofagos Una vez adherido los promastigotas se produce la fagocitosis y se produce la transformacion en amastigotas Los amastigotas logran multiplicarse en el interior del macrofago lo que conlleva a la lisis del macrofago y la liberacion de parasitos que infectan nuevos macrofagos La respuesta del huesped determina la progresion o eliminacion de la infeccion respuesta mediada principalmente por celulas T Proteina Kinasa R EditarLos macrofagos infectados por multitud de parasitos tienen como fuente de proteccion comun la produccion de oxido nitrico producido por la oxido nitrico sintasa que es regulada a traves del factor NF kapabeta factor nuclear potenciador de las cadenas ligeras kappa de las celulas B activadas En el caso de Leishmania se pierde esa forma de defensa debido a que el parasito fosforila la PKR proteina kinasa R dependiente de ARN de doble cadena que es un componente clave en la respuesta antiviral celular Esta proteina activada desacopla las subunidades de Nf kapabeta inhibiendo la oxido nitrico sintasa La activacion de PKR puede deberse a multiples factores intermediarios de ARN de doble cadena estimulos como el factor de necrosis tumoral TNF Interleukinas IL y el lipopolisacarido bacteriano LPS PKR juega un papel fundamental en la ruta de senalizacion innata ya que es activada por la respuesta proinflamatoria ademas de ser importante en la activacion del Factor Nuclear B NF B Se ha comprobado que la infeccion producida por la especie L amazonensis induce la fosforilacion de PKR y aumenta su concentracion Cuando PKR esta activa induce la produccion de IL 10 que es un clasico supresor de citoquinas que puede favorecer la proliferacion intracelular de L amazonensis El tratamiento con Poly C polirribonucleotido sintetico inductor de PKR tambien produce la fosforilacion de PKR y aumenta su concentracion 8 La activacion de PKR puede inducir al dimero transactivador de Nf kapaBeta que conduce a la expresion de la oxido nitrico sintasa y como consecuencia producirse NO el cual presenta un efecto negativo a la proliferacion intracelular de Leishmania Sin embargo L amazonensis es capaz de inducir el represor del homodimero NFKB y la division de la subunidad transactivadora P65Nf kapaBeta ocasionando la supresion de la produccion de oxido nitrico sintasa y por ende la reduccion de los niveles intracelulares de NO La activacion de PKR por el Poly C induce la produccion de IL 10 presentando un efecto positivo en la proliferacion intracelular de Leishmania 8 Una posible via de accion terapeutica podria consistir en utilizar PKR como biomarcador de Leishmania y desarrollar farmacos que actuen sobre la proteina Genoma EditarEl genoma de los parasitos del genero Leishmania esta constituido por 34 a 36 cromosomas dependiendo de la especie La mayoria de las especies denominadas del Viejo Mundo L donovani L infantum L chagasi L major y otras cuanta con 36 cromosomas mientras que las especies del Nuevo Mundo L braziliensis y L mexicana cuentan con 35 y 34 cromosomas respectivamente En el genoma de L braziliensis los cromosomas 20 y 34 se encuentran fusionados mientras que en el genoma de L mexicana se encuentran fusionados los cromosomas 8 29 y 20 36 9 10 Una de las peculiaridades del genoma en Leishmania y otros tripanosomatidos relacionados como son Trypanosoma brucei y Trypanosoma cruzi es la organizacion de sus genes en largas agrupaciones con igual orientacion transcripcional Los genes que componen estas agrupaciones no parecen tener ninguna relacion funcional mas bien su ordenacion unidireccional parece ser dictada por el modo en el que son transcritos Los trabajos realizados por el investigador mexicana Santiago Martinez Calvillo y el estadounidense Peter Myler demostraron que la transcripcion de los genes se inicia justo por encima del primer gen de cada agrupacion y procede de forma policistronica hasta alcanzar el ultimo gen 11 Estas agrupaciones genicas se denominan unidades de transcripcion policistronica PTUs del ingles Polycistronic Transcription Units Algunas regiones de los cromosomas conocidas como regiones de cambio de hebra SSRs del ingles Strand Switch Regions la transcripcion de las PTUs comienza bidireccionalmente y se denominan SSRs divergentes o la transcripcion de dos PTUs localizadas en hebras opuestas converge SSRs convergentes y presumiblemente termina En la siguiente figura se ilustra como es la organizacion genica en Leishmania Organizacion genica en Leishmania Aunque Leishmania es considerado como un organismo esencialmente diploide esta no es una caracteristica genomica que este parasito controle de forma estricta Mas bien una aneuploidia cromosomal parece ser mas la norma y esta puede ser distinta de acuerdo con las especies e incluso entre cepas de la misma especie y ademas puede cambiar de acuerdo con las condiciones ambientales en las que se encuentre el parasito Aun es mas de acuerdo con los minuciosos trabajos realizados por los investigadores Patrick Bastien Michel Pages e Yvon Sterkers de la Universidad de Montpellier los parasitos que forman una poblacion derivada de una cepa o incluso un clon contienen genomas diferentes en cuanto al numero de cada uno de sus cromosomas Asi la poblacion esta compuesta por parasitos que contienen uno dos tres o mas copias de cada uno de los cromosomas y que las proporciones de estas celulas puede ser distinta en las cepas o variar con las condiciones ambientales en las que la poblacion este creciendo A esta sorprendente caracteristica de Leishmania estos autores la han llamado mosaic aneuploidy 12 que podriamos traducirla como mosaico de aneuploidias Transcripcion poliscistronica y generacion de los mRNAs EditarLeishmania y otros tripanosomatidos con los que comparte una similar organizacion genomica tiene una forma muy peculiar de regular la expresion genica No existe control o es poco significativo a nivel genico de la transcripcion sino que los genes organizados en largas agrupaciones como se indica en el apartado sobre su genoma se transcriben continuamente en unidades policistronicas 13 Segun estan siendo sintetizados por la RNA polimerasa II estos transcritos son procesados para generar RNAs mensajeros individuales mRNAs mediante otro peculiar mecanismo presente en estos microorganismos el trans splicing o proceso de union de dos moleculas de RNA no colineales Este peculiar mecanismo fue descrito inicialmente en el laboratorio dirigido por la investigadora estadounidense Nina Agabian en los anos 80 del siglo pasado 14 pero luego con los anos se fue encontrando en diversos grupos de organismos tales como cnidarios nematodos crustaceos rotiferos y dinoflagelados entre otros 15 Durante el trans splicing en Leishmania una secuencia de 39 nucleotidos conocida como mini exon o secuencia SL del ingles spliced leader es anadida al comienzo de todos los RNAs codificantes de proteinas definiendo el extremo 5 de los mRNAs El extremo 3 de los mRNAs como en el resto de los eucariotas incluye una hilera de adeninas introducidas tras el procesamiento del transcrito precursor Ambos procesos trans splicing de un transcrito y la poliadenilacion del transcrito situado por encima en el precursor ocurren de manera concertada 16 La secuencia del mini exon AACUAACGCUAUAUAAGUAUCAGUUUCUGUACUUUAUUG es identica en todas las especies del genero Leishmania y deriva de un transcrito precursor conocido como medRNA que empieza con dicha secuencia mini exon El extremo 5 del mRNA y en consecuencia del mini exon se encuentra muy modificado el primer nucleotido esta modificado con la adicion de 7 metilguanina modificacion tipica del 5 de los mRNAs eucarioticos pero ademas los cuatro primeros nucleotidos AACU estan modificados por O metilacion en posicion 2 del anillo de ribosa ademas de metilaciones adicionales en el primer y cuarto nucleotidos Todas estas modificaciones ocurren durante la biogenesis del medRNA Por estas peculiaridades a esta estructura se le denomina cap4 y como ocurre con la estructura cap de los mRNAs eucarioticos su presencia es un requisito para la traduccion en los ribosomas 17 Por tanto la adicion del mini exon desempena dos funciones por un lado delimitar el sitio de inicio del mRNA y por otro provee la estructura cap a los mRNAs En la siguiente figura se ilustran los procesos indicados Modelo sobre la transcripcion policistronica en Leishmania y el procesamiento mediante el mecanismo de trans splicing adicion de un pequeno exon denominado miniexon o SL y la poliadenilacion para dar lugar a mensajeros individuales madurostrans splicing o empalme en trans EditarAunque la Real Academia Nacional de Medicina recomienda el uso de la palabra empalme como traduccion del termino ingles splicing el termino anglosajon se utiliza mas frecuentemente que la palabra empalme tanto en los ambitos academicos como por los profesionales de las ciencias biomedicas El splicing es un proceso por el que los intrones presentes en los transcritos primarios son eliminados mediante un corte y los exones son unidos o empalmados para dar el ARN mensajero Este proceso de corte y pegado ocurre en la mayoria de los organismos eucariotas y en los vertebrados alcanza su maxima complejidad por el gran numero de intrones existentes en algunos de los transcritos primarios Para mas detalles sobre el proceso ver la entrada Splicing de ARN En los tripanosomatidos se descubrio que el empalme o splicing podria implicar a dos moleculas de RNA presentes en transcritos independientes por lo que se acuno el termino trans splicing para dar nombre a este proceso mientras que al proceso de corte y empalme sobre un transcrito primario se le denomina cis splicing Pronto se vio que ambos procesos cis y trans splicing operan a traves de procesos de transesterificacion muy similares y basados en motivos estructurales conservados ver figura asociada Mecanismo molecular del trans splicing 5 DS sitio donador de splicing 3 AS sitio aceptor de splicing A adenosina que actua de punto de ramificacion Py secuencia rica en pirimidinas El cis splicing es realizado por un complejo conocido como espliceosoma spliceosome formado por cinco snRNAs U1 U2 U4 U5 y U6 y mas de un centenar de proteinas Este complejo con pequenas diferencias tambien existe en tripanosomatidos 18 Los complejos de estos RNA pequenos con proteinas se denominas snRNPs del ingles small nuclear ribonucleoproteins El proceso del cis splicing explicado de una forma sencilla opera a traves del reconocimiento de tres elementos conservados de secuencia situados en el intron Primero la particula snRNP U1 se une al sitio donador situado en 5 promoviendo a continuacion que la particula snRNP U2 se una al sitio conocido como punto de ramificacion En ese momento se produce el ensamblaje del resto de componentes del spliceosoma snRNPs U4 U5 y U6 Entonces se desencadenan dos reacciones de transesterificacion que afectan a enlaces fosfodiester En la primera reaccion el hidroxilo del carbono 2 de la adenosina del punto de ramificacion ataca al sitio donador 5 Como resultado se liberan el exon situado en 5 que queda libre y un intermediario con estructura en lazo lariat A continuacion se produce la segunda reaccion de transesterificacion que se produce como resultado del ataque del hidroxilo del carbono 3 del exon en 5 con el sitio aceptor 3 quedando los dos exones unidos y el intron con una estructura de lazo Las reacciones en el espliceosoma son promovidas por los componentes de RNA que son por tanto ribozimas Los motivos estructurales que definen los sitios 5 donador y 3 aceptor estan tambien conservadas en el trans splicing con respecto al cis splicing y los intermediarios y productos de la reaccion son analogos Como peculiaridad del proceso de trans splicing es que las regiones intronicas liberadas generan una estructura en forma de Y en lugar de la estructura en lazo del cis splicing ver figura adjunta Regulacion de la expresion genica EditarLeishmania y otros tripanosomatidos como Trypanosoma brucei y Trypanosoma cruzi han renunciado a regular la expresion de los genes a nivel transcripcional y se han especializado en hacerlo unicamente a nivel postranscripcional Como ocurre en el resto de eucariotas los genes codificantes de proteinas son transcritos por la ARN polimerasa II ARN polII Sin embargo a diferencia de otros organismos los genes de tripanosomatidos carecen de promotores para la union de esta polimerasa y la enzima se posiciona en puntos no bien definidos de los cromosomas desde donde comienza a transcribir de forma continua largos transcritos hasta alcanzar algun obstaculo estructural regiones terminadoras o modificaciones de la cromatina Condicionada por esta transcripcion indiscriminada la organizacion de los genes en los genomas de estos protistas ha evolucionado hacia una ordenacion en agrupaciones unidireccionales en el sentido transcripcional aun sin mantener los genes relacion funcional alguna ver apartado Transcripcion poliscistronica y generacion de los mRNAs La regulacion a nivel postranscripcional no es exclusiva de tripanosomatidos sino que es un nivel de regulacion de la expresion genica presente en todos los seres vivos La regulacion postranscripcional con respecto a la regulacion transcripcional tiene la ventaja de la inmediatez ya que opera sobre los mRNAs ya sintetizados para regular la traduccion de solo aquellos cuyos productos proteicos son requeridos En la regulacion postranscripcional las proteinas de union a RNA o RBP del ingles RNA binding proteins resultan clave ya que a traves del reconocimiento de motivos secuenciales o estructurales presentes en los mRNAs van a seleccionar aquellos transcritos que deben ser traducidos y almacenar silenciados aquellos que puedan ser utiles en otros momentos 19 Los motivos reconocidos frecuentemente se encuentran en las regiones UTR del ingles untranslated region o no traducidas de los mRNAs donde se pueden acumular motivos secuenciales sin la constriccion impuesta por el codigo genetico en las regiones codificantes Asi las senales ambientales y celulares van a incidir sobre sensores celulares encargados de activar o desactivar a RBP particulares que a su vez seleccionaran aquellos transcritos que deben ser leidos en los ribosomas para generar las proteinas requeridas en respuesta al cambio ambiental o celular que indujo la via de senalizacion Para aquellos lectores interesados en profundizar en los mecanismos moleculares responsables de la regulacion postranscripcional en Leishmania y otros tripanosomatidos se recomienda consultar una serie de articulos de revision que aun estando escritos en ingles han sido escritos por autores hispanohablantes y en caso de que el lector lo requiera podran servir de via para contactar directamente con estos autores 13 20 21 22 La familia HSP70 EditarLa proteina de choque termico de 70 kDa o HSP70 se encuentra entre las proteinas mas conservadas en la evolucion de las que estan presentes en todo organismo vivo El nombre de esta proteina esta ligado a su descubrimiento por ser una de las proteinas cuya expresion aumenta considerablemente tras la exposicion de una celula o el organismo entero a una temperatura ambiente varios grados por encima choque termico de su temperatura habitual de crecimiento Sin embargo pronto se observo que la proteina tambien desempena funciones esenciales durante el funcionamiento normal de la celula entre ellas el ser clave para el plegamiento de proteinas durante la biosintesis el transporte a los organulos y la recuperacion de proteinas desnaturalizadas De hecho el incremento de la HSP70 durante el choque termico es una consecuencia directa del incremento en proteinas desplegadas ocasionado por el aumento de temperatura En los parasitos que tienen como hospedadores a organismos homeotermicos como es el caso de Leishmania cambios subitos de temperatura ocurren tras la transmision desde el insecto vector El parasito ha evolucionado mecanismos para sobreponerse a este estres y continuar su ciclo de vida Entre estos mecanismos se encuentra el disponer de una de las familias HSP70 mas diversificadas que se conocen 23 Asi en Leishmania se encuentran todos los miembros habituales de la familia HSP70 en eucariotas HSP70 citosolica la HSP70 situada en el reticulo endoplasmatico tambien conocida como BiP o GRP78 la HSP70 mitocondrial y la subfamilia HSP110 compuesta por las proteinas HSP110 GRP170 y HSP70 a Pero ademas en su genoma estan codificadas otras tres proteinas con caracteristicas tipicas de la HSP70 y que se denominan HSP70 4 HSP70 b y HSP70 c Enlaces externos Editar Wikimedia Commons alberga una categoria multimedia sobre Leishmania Microbiologia 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