Download T. brucei

Genoma de Tripanosomátidos
Protists genome projects
Eukaryotic Pathogens Database
Gene Metrics
Information available
Particularidades de los Tripanosomátidos

Diploides
Con Kinetoplasto
No condensan cromosomas durante la división mitótica
Escaso intercambio sexual (población clonal)
Variación antigénica

Regulación Génica compleja









Bajo nivel de control al inicio de la Transcripción
Transcripción policistrónica / Ausencia de intrones
Procesamiento del pre-ARNm / Trans-splicing
Regulación postranscripcional
Editing (ARN mitocondrial)
Comparación de ciclos vitales
Características Generales de los Genomas
 Comparisons between strains of T. cruzi
Kb
CL Brener
Sylvio X10/7 CA I/72
3500
3250
number of
chromosomes
Genome size
(kb)
3000
CL Brener
55
78,538
2750
Sylvio X10/7
57
70,354
2500
CA I/72
57
75,440
2250
2000
1750
1500
1250
1000
750
500
B. Anderson, UU/KI
•
•
•
•
16 linkage groups
Sylvio more ~ to CAI/72
CL Brener most divergent
Chromosomes differ in size
(larger in CLBrener)
• Also differences in the order
of the chromosomes
(hybridization studies)
Genes únicos y compartidos





Cantidad de genes:
T. brucei
T. cruzi
L. major
total
9,068
12,000
8,311
El proteoma general es bien
conservado
(mas de 6000 COGs compartidos)

Tc y Lm (intracelulares)
comparten mas genes

Tc y Tb comparten mas que Lm

La mayoría de los genes únicos
son proteínas de superficie
(distintas estrategias de
inmunoevasión?)
analizados
8,082
10,834
7,624
únicos
26 %
32 %
12 %
Comparación de los 3 genomas

Los genomas de los 3 organismos son muy similares

La mayoría de los genes tienen un ortólogo sinténico en otra
especie.

Los cores cromosómicos están conservados, hay mas variación
hacia los extremos

Los 3 genomas se anotaron interactivamente al mismo tiempo

T.cruzi con alto contenido en repetidos (50%)
 Los repetidos son familias génicas de proteínas de
superficie, retroposones y repetidos subteloméricos.
Arquitectura Genómica: Sintenia

Los cores cromosómicos están conservados,
hay mas variación hacia los extremos

Casi el 70% de los genes están en el mismo
contexto cromosómico

Casi el 94% de los genes conservados entre
las tres especies están en regiones sinténicas
conservadas
Regiones sinténicas conservadas

Coincidentes con DGC (Directional Gene Clusters)
Organización del cromosoma
Los genes están organizados en
clusters policistrónicos (DGC)
• Hasta 170 genes en cada cluster
• 2 a 10 clusters por cromosoma
• Separados por RNA genes
Regiones de rupturas de sintenia
43 % en regiones de switch transcripcional
Familias multigénicas
(antigenos de superficie, y familias génicas especie-especificas)
Retroelementos & transposones
RNAs estructurales
Hipótesis Evolutiva
Ancestral strain
El genoma ancestral se parece a L. major, con fusiones,
translocaciones e inversiones que dan lugar a la
estructura mas “compacta” de T. brucei.
Lm
Tc
Tb
Repetidos: retroposones y familias génicas



Importantes en T.cruzi (50%
del genoma)
Genes repetidos representan
18 % de los genes
codificantes
Son proteínas de superficie
Las regiones subteloméricas

T.brucei
Bloques no sinténicos con
VSG pseudogenes y ESAGs,
retroelementos y RHS
(retroelement hot spots)

T.cruzi
Bloques no sinténicos con
genes de trans-silalidasas,
Dispersed Gene Families
(DGF), retroelementos varios

L.major
Subtelómero corto, con
pocos repetidos. Puede
haber recombinacion entre
telómeros
Diferentes en cada especie
Replicación Reparación y Recombinación

Maquinaria replicacional conservada.
ORC1 único de 6 factores de iniciación presentes
(iniciación similar a archea)

Seis DNAPols mitocondriales codificadas en el núcleo

Algunos genes de recombinación homóloga ausentes (i.e. RAD 52)

Multiples polimerasas K de baja fidelidad

Mecanismos de reparación comunes
RNA Polimerasas y Factores de Transcripción

RNAPols eucariotas
RNAP I
RNAP II
RNAP III
14su |
12su |5 ID 6 SIM
17su |
Algunas subunidades
específicas ausentes

Falta el dominio C-Term
repetido de las Pol Euca.


Pocos TFBasales
Escasez de reguladores
transcripcionales

EL CONTROL DE LA
EXPRESION GENICA ES
POSTRANSCRIPCIONAL
Procesamiento de ARN y Traducción






Transplicing generalizado
Solo 4 casos de Cis-splicing detectados
Poliadenilación determinada por trans-splicing
del siguiente ARNm
Ausencia de Cterm de Pol II puede explicar
policistronía y falta de acoplamiento con
procesamiento
Existen homologos de todos los ARN y casi
todas las proteinas de splicing
La maquinaria de degradación de ARN
conservada
Enorme cantidad de genes con dominios de
unión a ARN (RRMs)
Muchas proteínas pequeñas con un solo
dominio (2 necesarios en eucariotas)
Maquinaria traduccional basal conservada
Expansión de eIF-4A (15 genes, con dominios
helicasa ATP dependientes) y de eEF-1a
Mayor regulación a nivel traduccional
Interferencia de ARN

TBago1, un componente
de la maquinaria está
presente solo en T.brucei



Ninguno tiene homólogos
de Dicer
Existen 2 proteinas con
dominios RNAsa III simples
solo en T.brucei
La interferencia en
T.brucei surgió por
inserción? Desde donde?
The RNAi machinery in tritryps:
extended view
Citoesqueleto de tripanosomátidos


No existen homologos de los genes para proteínas de los filamentos intermedios
No hay pistas de motilidad por filamentos de actina
Grandes ausencias en el cinetocoro
Señalización y quinasas

Varias moleculas de señalización no
existen en Tripanosomátidos:




Abundancia de quinasas y fosfatasas




Proteínas G heterotriméricas,
receptores catalíticos,
FT reguladores
Pocas PK con dominio trasmembrana
Ausencia de TyrK (TK) y SerTyrK (TKL)
Abundancia de kinasas asociadas a ciclo
(CMGC que incluye CDKs)
Ausencia de otro dominio asociado a PKs
(50% PKs humanas tienen otro dominio,
14% de Trytrips PKs)
Vías metabólicas
Vías metabólicas
Moléculas de Superficie: Diferentes estrategias
L.major
Varios glicoconjugados
Lipofosfoglicanos (LPG)
Varias glicosiltransferasas de esta
via exclusivas (o mayoritarias de
LM)
Glicoinositolfosfolìpidos (GILP)
Proteofosfoglicanos de membrana
(PPG)
Proteínas glicosiladas con ancla
de GPI
GP63
Amastatina (dom transmembrsns)
GP46 (PSA-2)
Unión al macrófago, estructura
similar a mucinas.
T.cruzi
Expresa varias moleculas de
superficie simultaneamente
Altamente glicosiladas
Expansión de familias génicas:
Transialidasas (GPI anchored)
1430 genes (693 psg), 2 subfams
Son blanco del sistema inmune
Mucinas
863 genes, 2 subfams
Un tipo expresado en insecto y el
otro en mamíferos.
MASPs (Mucin Assoc.Surface Prot)
1377 genes , 433 psg
N-term Dom = Sigal Peptide
C-term Dom = GPI anchor site
Central Dom = Variable
GP63
420 genes en TC (13 en YB y 4 en
LM)
Dispersos
T.brucei
Variación antigénica
Variable Surface Glycoprotein
(VSG)
107 copias de una proteína VSG
N-term Dom variable, C-term
Conservado
Activación solo en sitio BSE
(Bloodstream form Expression)
La mayoría de los genes en arrays
subteloméricos
LA mayoría de los genes de VSG
son defectivos
ESAGs (Expression Site Asoc,
Genes).
Existen 11 familias de ESAGs
Localización subtelomérica
Co-transcriben con VSGs en BSEs
policistrónicos