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Agitador (gen)

El gen shaker (Sh) , cuando muta , causa una variedad de comportamientos atípicos en la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster . [1] [2] [3] [4] Bajo anestesia con éter , las patas de la mosca se sacudirán (de ahí el nombre); incluso cuando la mosca no esté anestesiada, exhibirá movimientos aberrantes. Las moscas mutantes Sh tienen una vida más corta que las moscas normales; en sus larvas , se produce la activación repetitiva de potenciales de acción , así como la exposición prolongada a neurotransmisores en las uniones neuromusculares .

En Drosophila , el gen shaker se encuentra en el cromosoma X. El homólogo humano más cercano es KCNA3 . [5]

Función

El gen Sh participa en el funcionamiento de los canales iónicos de potasio , que son proteínas integrales de la membrana y son esenciales para el correcto funcionamiento de la célula. Un canal vibratorio en funcionamiento depende del voltaje y tiene cuatro subunidades, que forman un poro a través del cual fluyen los iones, transportando la corriente de potasio tipo A (IA). Una mutación en el gen Sh reduce la conductancia de carga a través de la neurona, ya que los canales no funcionan, lo que provoca las graves aberraciones fenotípicas mencionadas anteriormente. Este tipo de canales iónicos son responsables de la repolarización de la célula.

El canal de K del agitador es un complejo proteico homotetramérico. [ 6] Cuando se enfrentan a un estímulo, los tetrámeros experimentan cambios conformacionales; algunos de estos cambios son cooperativos. El paso final involucrado en la apertura del canal está altamente sincronizado. [7] [8] [9]

El gen del shaker también ha sido identificado como un gen que ayuda a determinar la cantidad de sueño de un organismo. El fenotipo de las moscas que necesitan menos sueño se llama minisueño (mns). [10]

Bloqueadores

El canal de potasio del agitador se ve afectado por varias toxinas, que retardan eficazmente la apertura del canal o bloquean reversiblemente su funcionamiento. [11] [12]

Las toxinas que afectan el canal K del agitador incluyen:

Se puede observar que la BrMT actúa en el canal K para evitar la activación temprana del canal, antes de que comience la cooperación. [11] Aunque su mecanismo exacto sigue siendo desconocido, se espera que actúe forzando un cambio conformacional en el dominio de poro del canal. Se espera que esta parte del canal se altere en lugar del dominio de detección de voltaje debido a sus conexiones con otras subunidades. Cuando se produce el cambio conformacional, los sitios BrMT en las subunidades adyacentes también se ven afectados, lo que da como resultado una activación retardada generalizada del canal K. [11]

Véase también

Referencias

  1. ^ Salkoff L, Wyman R (1981). "Modificación genética de los canales de potasio en mutantes Shaker de Drosophila". Nature . 293 (5829): 228–30. Bibcode :1981Natur.293..228S. doi :10.1038/293228a0. PMID  6268986. S2CID  4342210.
  2. ^ Tempel BL, Papazian DM, Schwarz TL, Jan YN, Jan LY (agosto de 1987). "Secuencia de un probable componente del canal de potasio codificado en el locus Shaker de Drosophila". Science . 237 (4816): 770–5. Bibcode :1987Sci...237..770T. doi :10.1126/science.2441471. PMID  2441471.
  3. ^ Schwarz TL, Tempel BL, Papazian DM, Jan YN, Jan LY (enero de 1988). "Se producen múltiples componentes del canal de potasio mediante empalme alternativo en el locus Shaker en Drosophila". Nature . 331 (6152): 137–42. Bibcode :1988Natur.331..137S. doi :10.1038/331137a0. PMID  2448635. S2CID  4245558.
  4. ^ Lichtinghagen R, Stocker M, Wittka R, Boheim G, Stühmer W, Ferrus A, Pongs O (diciembre de 1990). "Base molecular de la excitabilidad alterada en mutantes Shaker de Drosophila melanogaster". La Revista EMBO . 9 (13): 4399–407. doi :10.1002/j.1460-2075.1990.tb07890.x. PMC 552231 . PMID  1702382. 
  5. ^ HomoloGen : 20513
  6. ^ MacKinnon R (marzo de 1991). "Determinación de la estequiometría de subunidades de un canal de potasio activado por voltaje". Nature . 350 (6315): 232–5. Bibcode :1991Natur.350..232M. doi :10.1038/350232a0. PMID  1706481. S2CID  4246808.
  7. ^ Schoppa NE, Sigworth FJ (febrero de 1998). "Activación de los canales de potasio vibratorios. I. Caracterización de las transiciones dependientes del voltaje". The Journal of General Physiology . 111 (2): 271–94. doi :10.1085/jgp.111.2.271. PMC 2222764 . PMID  9450944. 
  8. ^ Schoppa NE, Sigworth FJ (febrero de 1998). "Activación de los canales de potasio de Shaker. II. Cinética del canal mutante V2". The Journal of General Physiology . 111 (2): 295–311. doi :10.1085/jgp.111.2.295. PMC 2222768 . PMID  9450945. 
  9. ^ Schoppa NE, Sigworth FJ (febrero de 1998). "Activación de los canales de potasio de Shaker. III. Un modelo de activación de canales de tipo salvaje y mutantes V2". The Journal of General Physiology . 111 (2): 313–42. doi :10.1085/jgp.111.2.313. PMC 2222769 . PMID  9450946. 
  10. ^ Cirelli C, Bushey D, Hill S, Huber R, Kreber R, Ganetzky B, Tononi G (abril de 2005). "Reducción del sueño en mutantes Shaker de Drosophila". Nature . 434 (7037): 1087–92. Bibcode :2005Natur.434.1087C. doi :10.1038/nature03486. PMID  15858564. S2CID  4370944.
  11. ^ abc Sack JT, Aldrich RW (julio de 2006). "La unión de una toxina modificadora de la compuerta induce la cooperatividad entre subunidades en etapas tempranas de la vía de activación del canal Shaker K". The Journal of General Physiology . 128 (1): 119–32. doi :10.1085/jgp.200609492. PMC 2151558 . PMID  16801385. 
  12. ^ Pimentel C, M'Barek S, Visan V, Grissmer S, Sampieri F, Sabatier JM, Darbon H, Fajloun Z (enero de 2008). "Síntesis química y determinación de la estructura 3D por 1H-RMN de la quimera AgTx2-MTX, un nuevo bloqueador potencial para el canal Kv1.2, derivado de las toxinas de escorpión MTX y AgTx2". Protein Science . 17 (1): 107–18. doi :10.1110/ps.073122908. PMC 2144586 . PMID  18042681.