Intermediate maturation stages of the human 40s ribosomal subunit

Resumen

La formación de los ribosomas en eucariotas es un proceso en varios pasos que conlleva la maduración secuencial de preribosomas en el nucleolo, nucleoplasma y citoplasma. Todo este proceso está asistido por cientos de factores de biogénesis de ribosomas (RBFs por sus siglas en inglés) que, en el contexto de los preribosomas, median numerosos eventos requeridos para el procesamiento de los rRNAs y el ensamblaje de las proteínas ribosómicas. La mayor parte del conocimiento sobre la formación de los ribosomas procede de estudios en levadura y durante mucho tiempo se ha asumido que la mayoría de sus características son similares en humanos. Sin embargo, aunque los aspectos básicos se encuentran conservados, existen pasos de procesamiento del rRNA y conexiones con otros procesos celulares que son exclusivos de eucariotas superiores. Los mecanismos que subyacen a estas idiosincrasias no se comprenden muy bien porque, a diferencia de lo que ocurre en levadura, no existen métodos eficientes que permitan caracterizar complejos preribosómicos en células humanas. Esta tesis doctoral se ha centrado en el estudio de los pasos intermedios de la maduración de la subunidad ribosómica 40S humana. El trabajo que se presenta aquí incluye la optimización de un método que permite fraccionar diferentes poblaciones de preribosomas y la generación de líneas celulares modificadas genéticamente para purificar intermediarios de maduración de la subunidad ribosómica 40S. Empleando estas herramientas, combinadas con análisis composicionales mediante espectrometría de masas y experimentos de microscopía de fluorescencia, fue posible diseccionar varios pasos de la ruta de síntesis de la subunidad ribosómica 40S y descubrir los puntos de acción de RBFs individuales. Los resultados de este estudio revelan un proceso previamente desconocido de compartimentalización de los preribosomas dentro del nucleolo y la presencia de propiedades bioquímicas distintivas en los intermediarios nucleoplasmáticos. En particular, se identificó un evento específico de maduración pre-40S, que no se produce en levadura, que podría haber sido adquirido por las células humanas para regular la cantidad y la calidad de las subunidades ribosómicas 40S humanas que llegan al citoplasma.