Identificación de secuencias codificantes de proteínas relacionadas al estrés abiótico en Chenopodium quinoa

ARCE, D.P.; GUILLERMO R. PRATTA; CACCHIARELLI, P.; COSA TÁRTARA, SABRINA; TOLOSA, GABRIEL H.

Rosario

Congreso; XXIV Congreso y XLII Reunión Anual de la Sociedad de Biología de Rosario; 2022

Sociedad de Biología de Rosario

La caracterización in silico de secuencias codificantes de proteínas de choque térmico de bajo peso molecular (en inglés, small Heat Shock Proteins: sHSP) es un estudio vacante en Chenopodium quinoa (quínoa), una especie vegetal de valor por su potencial contribución a la seguridad alimentaria a nivel global. El consumo de sus granos y derivados se justifica por el aporte de proteínas de alto valor biológico y bajo contenido de glúten. La quínoa fue domesticada en la región Andina de Sudamérica, y su distribución atraviesa diversos ambientes, incluyendo algunos altamente restrictivos para la producción por su baja disponibilidad hídrica, salinidad y altas temperaturas. Las sHSP son proteínas chaperonas asociadas inicialmente a procesos de estrés térmico, reportándose actualmente asociadas a otros estreses abióticos (frío, deshidratación, salinidad) y a procesos biológicos como el desarrollo del polen y del embrión, la maduración de la semilla o del fruto. Las sHSP se clasifican como la familia HSP20, ya que la mayoría presenta una masa entre 15 a 22 kDa. La secuencia de aminoácidos primaria incluye una región C-terminal conservada denominada α-cristalin-domain (ACD) o dominio HSP20. En especies como el tomate, se han identificado más de 30 genes involucrados en su determinación. Por ende, el objetivo fue confeccionar un listado de genes codificantes de las sHSP en quínoa y realizar un análisis filogenético en función de la secuencia genómica. Para recuperar las secuencias anotadas en quínoa como sHSP se utilizó inicialmente la base de datos SPARCLE, que contiene las proteínas clasificadas por la arquitectura de dominios conservados. A partir del ACD, se recuperaron 24 ítems correspondientes a secuencias modelos de proteínas (XP). Además, de la base de datos RefSeq se recuperaron 44 modelos de secuencias codificantes (ARNm - XM) cuya descripción presenta el término “heat shock protein”. Se procedió al curado de las listas eliminando ítems redundantes y/o relacionados a HSP de otros grupos de diferente peso molecular. Para estudiar las relaciones filogenéticas entre las secuencias predichas, se realizó un alineamiento múltiple utilizando ClustalW y se construyó un árbol filogenético por máxima verosimilitud (Maximum Likelihood). Los resultados muestran la formación de grupos según la ubicación celular correspondiente a núcleo o citoplasma, pues la presencia de péptidos señales en las secuencias génicas darían cuenta de su ubicación en el cloroplasto, mitocondria o peroxisoma. Como conclusión, el listado de genes de sHSP en quinoa permitió detectar un número de copias alto, congruente con lo observado en otras especies, y a través del análisis filogenético, se pudo agruparlas de acuerdo a la localización de las proteínas codificadas.