Academic literature on the topic 'Estructura celular'

Orientador: Aldo Eloizo Job<br>Orientador: Miguel Ángel Rodríguez Pérez<br>Banca: José Antonio Saja<br>Banca: Mônica Rasa<br>Banca: Paulo Noronha Lisboa<br>Banca: Ademir José Zattera<br>Banca: José Luiz Herrero<br>O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp<br>O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, apresenta convênio acadêmico internacional visando a preparação de teses e dissertações e a duplla titulação<br>Resumo: Não disponível<br>Abstract: Not avaliable<br>Doutor

La forma en que el filamento de nucleosomas alcanza diversos estadios de compactación y acaba formando el cromosoma metafásico al final del ciclo celular sigue siendo uno de los problemas más difíciles de resolver en el campo de la biología estructural. La fibra de 30 nm ha sido considerada durante mucho tiempo el segundo nivel de plegamiento de la cromatina, pero la mayoría de los modelos de plegamiento basados en fibras han sido propuestos a partir de estudios realizados en condiciones de muy baja fuerza iónica. Nuestro grupo de investigación ha realizado diversos estudios acerca de la estructura interna del cromosoma metafásico empleando diversas técnicas microscópicas, que han permitido observar un nuevo elemento de plegamiento: la placa de cromatina. El objetivo general de esta tesis es, por un lado, investigar la estructura de la cromatina durante la interfase en condiciones iónicas fisiólogicas y, por otro lado, obtener información estructural de alta resolución de las placas de cromatina observadas en cromosomas metafásicos. En primer lugar, se ha realizado un estudio de la estructura de la cromatina procedente de núcleos bajo condiciones iónicas propias de la interfase mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM) y se ha evaluado la capacidad autoasociativa de fragmentos de cromatina procedentes de núcleos interfásicos. En segundo lugar, se ha estudiado la estructura interna del cromosoma metafásico mediante la técnica de dispersión de rayos X de sincrotrón a bajo ángulo (SAXS). Por último, se ha obtenido información ultraestructural de la cromatina metafásica empleando la técnica de crio-tomografía electrónica (crio-ET). Los resultados de TEM muestran que la cromatina emanada de núcleos interfásicos presenta agregados amorfos y placas. El análisis de la estructura en las fases G1, S y G2 indica que las placas están presentes a lo largo de toda la interfase y que su compactación aumenta a medida que el ciclo celular avanza. En comparación con las placas metafásicas, las interfásicas son de dimensiones más reducidas y presentan menor tendencia al apilamiento. La falta de cohesión entre placas podría estar relacionada con el aumento de accesibilidad del DNA que se requiere durante los procesos de transcripción y replicación. Los experimentos realizados con fragmentos de cromatina interfásica indican una clara tendencia a autoasociarse para formar estructuras laminares. Al utilizar fragmentos procedentes de núcleos en fase G1, S y G2 se observa que las placas formadas en la interfase temprana son pequeñas y laxas, mientras que las placas en la interfase tardía presentan tamaños mayores y son más compactas. El análisis mediante crio-TE de la cromatina procedente de cromosomas metafásicos ha permitido observar que, en medio acuoso vitrificado, en ausencia de sustratos y en condiciones iónicas próximas a la metafase, la cromatina presenta una estructura laminar. Las placas de cromatina analizadas presentan un grosor de unos 10 nm, similar al diámetro del nucleosoma. En las placas desestructuradas pueden visualizarse nucleosomas como entidades individuales, pero en las placas compactas únicamente se observan líneas transversales que corresponden al DNA nucleosomal. La distancia entre estas líneas es de unos 5 nm, y es equivalente a la distancia entre las líneas visibles en el interior de nucleosomas individuales con diversas orientaciones. Estos resultados sugieren que los nucleosomas en las placas se disponen irregularmente. Frecuentemente, se ha observado que las placas pueden interaccionar a través de sus bordes, formando estructuras cilíndricas, o lateralmente, formando bicapas o multicapas. El grosor de dos placas en contacto es de 16 nm, que es significativamente menor que el grosor esperado para dos placas individuales (20 nm). De acuerdo con observaciones anteriores, estos resultados indican que los nucleosomas de ambas placas se interdigitan. En una estructura multilaminar interdigitada, los nucleosomas pueden interaccionar lateralmente. La distancia entre nucleosomas con interacción lateral es de 6 nm; equivalente a la distancia entre placas apiladas y que coincide con la difracción dominante a 6 nm observada en los experimentos de SAXS en condiciones iónicas metafásicas. Los resultados obtenidos refuerzan el modelo de las placas finas de cromatina para el cromosoma metafásico. La existencia de placas en interfase sugiere que, además de proteger el DNA, estas estructuras laminares deben participar en las diversas funciones de la cromatina a lo largo del ciclo celular.<br>The mechanism by which the nucleosome filament reaches different stages of compaction and finally forms the metaphase chromosome at the end of the cell cycle still remains one of the most challenging problems in the field of structural biology. The 30 nm fiber has been considered for many years the second level of compaction of chromatin, but most folding models based in fibres have been proposed from studies performed under very low ionic strength conditions. Our research group has conducted several studies about the internal structure of metaphase chromosome using microscopic techniques, which have allowed to observe a new folding element: the chromatin plate. The overall objective of this thesis is, first, to investigate the structure of chromatin during interphase under physiological ionic conditions and, second, to obtain high-resolution structural information of the chromatin plates observed in metaphase chromosomes. Chromatin structure from interphase nuclei under physiological conditions has been studied by transmission electron microscopy (TEM) and self-assembly capability of chromatin fragments from interphase nuclei has also been investigated. The internal structure of the metaphase chromosome has been studied using small angle synchrotron X-ray scattering (SAXS). Finally, ultrastructural information from metaphase chromatin has been obtained using cryo-electron tomography (cryo-ET). TEM results show that chromatin from interphase nuclei is formed by amorphous aggregates and plates. The analysis of chromatin structure from G1, S and G2 nuclei shows that plates are present along the entire interphase and its compaction increases along the cell cycle. In contrast to metaphase plates, interphase plates have smaller dimensions and lower stacking tendency. The lack of cohesion between interphase plates could be related to the increased accessibility of the DNA required for the transcription and replication processes. Experiments with interphase chromatin fragments show a clear self-assembly tendency to form laminar structures. By using fragments from G1, S and G2 phase nuclei, it was found that plates formed in early interphase are small and show lower compaction, whereas in the latter interphase plates have larger sizes and are more compact. The analysis of chromatin from metaphase chromosomes by cryo-ET allowed to see that in vitrified aqueous medium, in the absence of substrates and close to the metaphase ionic conditions, chromatin has a laminar structure. Analyzed chromatin plates have a thickness of about 10 nm, similar to the diameter of the nucleosome. Nucleosomes can be seen as individual units in unstructured plates, but in the compact ones only transverse lines corresponding to nucleosomal DNA are observed. The distance between these lines is about 5 nm; it is equivalent to the distance between the visible lines within individual nucleosomes in different orientations. These results suggest that the nucleosomes in the plates are irregularly arranged. It has often been observed that the plates can interact through their edges, forming cylindrical structures, or laterally, forming bilayers or multilayers. The thickness of two plates in contact is 16 nm, which is significantly lower than expected for two individual plates (20 nm). Consistent with previous observations, the results indicate that nucleosomes from both plates are interdigitated. In an interdigitated multilayered structure, nucleosomes may interact laterally. The distance between nucleosomes with lateral interaction is 6 nm. This is equivalent to the distance between stacked plates and is consistent with the dominant diffraction peak at 6 nm observed in SAXS experiments. These results reinforce the model of thin plates for the metaphase chromosome. The existence of plates in interphase suggests that, besides protecting the DNA, these laminar structures must participate in diverse functions of chromatin throughout the cell cycle.

En los metazoarios el DNA se organiza en bucles hiperenrollados que se estabilizan por su asociación a un compartimento o subestructura nuclear conocida como matriz nuclear (MN). Las interacciones entre el DNA y la MN son más estables que las interacciones entre proteínas de la cromatina y el DNA, y definen una estructura de orden superior al interior del núcleo celular (NHOS por sus siglas en inglés: Nuclear Higher Order Structure). El establecimiento de anclajes entre el DNA y la MN es una condición necesaria y fundamental que preserva la integridad y coherencia del genoma al interior del núcleo. Existe evidencia de que esta estructura es necesaria para la viabilidad de la célula y que tiene implicaciones relevantes para la apropiada fisiología nuclear. La evidencia disponible indica que limitantes de tipo estructural y termodinámico dirigen la actualización de las interacciones entre el DNA y la MN. Sin embargo, no se sabe si hay factores biológicos que también determinan esta organización estructural. Para responder esta pregunta se propuso estudiar a la NHOS desde una perspectiva evolutiva. La eventual conservación de la NHOS durante la evolución indica que factores biológicos están implicados en su establecimiento, ya que cualquier carácter funcional determinante para la supervivencia y/o adaptación de la especie es blanco de la selección natural. Siendo así, se realizó un estudio comparativo de las relaciones topológicas entre el DNA y la MN en hepatocitos primarios de dos especies cercanas de mamífero: la rata y el ratón. Para ello se determinó la posición relativa con respecto a la MN de ocho secuencias blanco que corresponden a regiones del genoma muy conservadas en ambas especies y que representan una muestra de diferentes territorios cromosómicos al interior del núcleo en interfase. Nuestros resultados mostraron que el patrón de relaciones topológicas entre el DNA y la MN no está conservado entre especies cercanas y sugieren que la NHOS es especie-específica. Esto indica que los factores de tipo biológico no son determinantes directos de las interacciones entre el DNA y la MN.<br>ABSTRACT In metazoans, DNA is organized in supercoiled loops that are stabilized by their association with a nuclear compartment or substructure known as the nuclear matrix (NM). The interactions between DNA and the NM are more stable than those between DNA and chromatin proteins and define a nuclear higher order structure (NHOS). The establishment of anchorages between DNA and the NM is a necessary and fundamental condition in the organization of the genome, which preserves the integrity and coherence of such a massive genome within the nucleus. There is evidence that the NHOS is necessary for cell viability and that it has relevant implications for the appropriate nuclear physiology. Current evidence suggests that thermodynamic and structural constraints drive the actualization of the interactions between DNA and the 3 NM. To investigate whether functional factors may also determine the NHOS, we decided to study the NHOS from an evolutionary perspective, since in case that the NHOS is conserved during evolution, this would suggest that biological factors are involved in its establishment, since any functional factor that is determinant for the survival and/or adaptation of the species is a target of natural selection. We carried out a coarse-grained, comparative evaluation of the DNA-NM topological relationships in primary hepatocytes from two closely related mammals: rat and mouse, by determining the relative position to the NM of eight target sequences corresponding to highlyconserved genomic regions that also represent a sample of distinct chromosome territories within the interphase nucleus. Our results indicate that the pattern of topological relationships between DNA and NM is not conserved in two closely related species, suggesting that the NHOS is species-specific. This suggests that biological factors are not direct determinants of the interactions between DNA and the NM. In order to further investigate whether functional factors may participate in determining the NHOS, we compared the NHOS of neurons with that from hepatocytes and naïve B-lymphocytes in the rat. Neurons retain the capacity to replicate the genome under certain circumstances despite being postmitotic, and remain transcriptionally very active. Therefore, if the NHOS of neurons is similar to that of hepatocytes or naïve B-lymphocytes, this would suggest that functional factors (such as replication and/or transcription) have a role in determining this structure. Our results indicate that the NHOS of neurons is completely different from that one observed in hepatocytes or in naïve B-lymphocytes, suggesting that the NHOS is independent of functional factors. Therefore, now we know that NHOS is tissue-specific and species-specific, and that there is no obvious causal relationship between the functional processes of the nucleus (replication and transcription) and the NHOS; and this suggests that physical and thermodynamic factors are more important for establishing the NHOS. This structure represents a baseline level of organization on which the functional processes adapted to it unfold.<br>CONACYT-México proyecto CB-176794

[EN] This PhD Thesis is aimed at widening and improving the existing knowledge on the relationships between structure and uni-axial compression mechanical properties of aluminium foams obtained by the melting route. Aluminium foams, like other cellular materials, show high specific stiffness and mechanical strength, and are able to absorb energy under compression loads by plastic collapse. They are fire resistant and more isotropic than honeycomb structures. These characteristics justify recent industrial and scientific interest on manufacture and applications of metal foams in crash protection systems for vehicles or in lightweight modular structures. Despite their potential advantages, existing foams still show limitations compared to other cellular materials due to high manufacturing costs, the difficulty to obtain higher and more reproducible mechanical properties and the limited knowledge on the stabilization mechanisms and on the control of the structure. Experimental work has been carried out on aluminium foams obtained by the melting route, stabilized with calcium and foamed by addition of TiH2. In contrast with other studies, the extent of the structural characterization has spread from microstructure to the global macro-structure of the foam, providing a more complete picture of the phenomena that control the structure and properties. Cellular structure has been analysed by original image analysis techniques, determining the main parameters of the foam: thicknesses, material distribution, cell sizes and preferential orientations. Macrostructural analysis allowed determining the existence of a systematic and reproducible density gradient in the vertical direction, associated with the increase of cell edge thickness due to gravitational drainage. The foam Al-Ca-Ti alloy has been analysed and characterized, identifying the intermetallics that play the role of stabilizing agents during foaming. As original contribution, tensile mechanical testing of the solid material has been performed. Mechanical strength and energy absorption have been evaluated by compression testing at room and high temperature. Structural anisotropy and density gradients allowed quantifying and justifying deviations in mechanical properties for samples with similar density, allocated in previous studies to random effects. Density gradients in foam panels influence as well the slope of the stress-strain curve in the plastic zone and as a consequence, the efficiency in energy absorption, generating a predictable and measurable scale effect. Strength values measured experimentally have been checked against Gibson and Ashby classic dimensional models, concluding that these cannot predict correctly the mechanical behavior of closed cell aluminium foams. As an alternative, optimized models incorporating the effect of material ratio in cell edges as a function of relative density have been proposed, allowing the correct prediction of strength and the potential effects of the foam relative density. As an original contribution for the analysis of the energy absorption properties, the use of "diagrams of energy absorption per unit of stress" is suggested, allowing the determination of the optimum design strength and strain values for impact protection in a quicker and easier way than previously existing procedures. Finally, FEM simulation has been carried out for the analysis of the effects of wall thickness dispersion and structural anisotropy on collapse stresses.<br>[ES] Esta tesis tiene como principal objetivo mejorar y ampliar el conocimiento existente sobre las relaciones entre la estructura de las espumas de aluminio de poro cerrado obtenidas por fusión y las propiedades mecánicas bajo cargas de compresión uniaxial. Las espumas de aluminio, como otros materiales celulares, presentan elevadas propiedades específicas de rigidez y resistencia mecánica, así como una elevada absorción de energía bajo cargas de compresión. Presentan mayor resistencia al fuego que las espumas poliméricas y un comportamiento más isótropo que las estructuras de tipo panal. Estas características justifican el reciente interés industrial y científico sobre tecnologías de obtención y sobre aplicaciones en sistemas de protección contra impacto en vehículos o en construcciones modulares ligeras. A pesar de sus ventajas potenciales, las espumas disponibles presentan todavía limitaciones frente a otros materiales celulares debido al alto coste de obtención, a la dificultad de obtener propiedades mecánicas más elevadas y reproducibles, y a las limitaciones del conocimiento existente sobre los mecanismos de estabilización y sobre el control de la estructura. El trabajo experimental se ha llevado a cabo sobre espumas de aluminio obtenidas por fusión, estabilizadas mediante adición de calcio y espumadas internamente mediante TiH2. Frente a otros trabajos, en esta Tesis el alcance de la caracterización estructural se ha extendido desde la microestructura a la macro-estructura global de la espuma, aportando una visión más completa de los fenómenos que controlan la estructura y las propiedades. La estructura celular ha sido analizada mediante técnicas originales de análisis de imagen, determinando los parámetros significativos: espesores, distribución del material, tamaños de celda y orientaciones preferentes. El análisis macroestructural ha permitido determinar la existencia de un gradiente sistemático y reproducible de densidad en sentido vertical, asociado al incremento de los espesores de bordes que genera el drenaje gravitacional. Se ha analizado y caracterizado la aleación Al-Ca-Ti que forma la espuma, identificando los intermetálicos que actúan como estabilizadores, y con carácter original, se han llevado a cabo ensayos de tracción del material sólido. La resistencia y la absorción de energía se han evaluado mediante ensayos de compresión a temperatura ambiente y a alta temperatura. La anisotropía estructural y los gradientes de densidad han permitido cuantificar y justificar las desviaciones en los valores de resistencia observados para muestras de similar densidad, que en otros trabajos se atribuyen a efectos aleatorios. La existencia de gradientes de densidad en los paneles afecta además a la pendiente de la curva tensión-deformación en la zona plástica y a la eficiencia en la absorción de energía, generando un efecto de escala que resulta predecible y cuantificable. Los valores de resistencia medidos experimentalmente se han contrastado frente a los modelos dimensionales clásicos propuestos por Gibson y Ashby, concluyendo que dichos modelos no predicen correctamente el comportamiento de las espumas de aluminio de poro cerrado. Como alternativa se proponen modelos optimizados que incorporan los efectos de la fracción de material en bordes sobre la densidad, y que permiten predecir correctamente tanto los niveles de resistencia como los efectos potenciales de la densidad relativa. Con carácter original, para el análisis de las propiedades de absorción de energía se propone el uso de "diagramas de absorción de energía específica por unidad de tensión", que permiten determinar el punto óptimo de utilización de las espumas de modo más rápido y eficiente que otros procedimientos ya disponibles. Finalmente, se ha llevado a cabo mediante simulación MEF un análisis de los efectos que la dispersión de espesores de paredes y la anisotropía t<br>[CAT] Aquesta tesi té com a principal objectiu millorar i ampliar el coneixement existent sobre les relacions entre l'estructura de les escumes d'alumini de porus tancat obtingudes per fusió i les propietats mecàniques sota càrregues de compressió uniaxial. Les escumes d'alumini, com altres materials cel·lulars, presenten elevades propietats específiques de rigidesa i resistència mecànica, així com una elevada absorció d'energia sota càrregues de compressió. Presenten major resistència al foc que les escumes polimèriques i un comportament més isòtrop que les estructures de niu d'abella. Aquestes característiques justifiquen el recent interès industrial i científic sobre tecnologies d'obtenció i sobre aplicacions en sistemes de protecció contra impacte en vehicles o en construccions modulars lleugeres. Malgrat els seus avantatges potencials, les escumes disponibles presenten encara limitacions enfront d'altres materials cel·lulars a causa de l'alt cost d'obtenció, a la dificultat d'obtenir propietats mecàniques més elevades i reproduïbles, i a les limitacions del coneixement existent sobre els mecanismes d'estabilització i sobre el control de l'estructura. El treball experimental s'ha dut a terme sobre escumes d'alumini obtingudes per fusió, estabilitzades mitjançant addició de calci i escumejades internament mitjançant TiH2. Enfront d'altres treballs, en aquesta Tesi l'abast de la caracterització estructural s'ha estès des de la microestructura a la macro-estructura global de l'escuma, aportant una visió més completa dels fenòmens que controlen l'estructura i les propietats. L'estructura cel·lular ha sigut analitzada mitjançant tècniques originals d'anàlisis d'imatge, determinant els paràmetres significatius: espessors, distribució del material, grandàries de cel·la i orientacions preferents. L'anàlisi macro-estructural ha permès determinar l'existència d'un gradient sistemàtic i reproduïble de densitat en sentit vertical, associat a l'increment dels espessors de vores que genera el drenatge gravitacional. S'ha analitzat i caracteritzat l'aliatge Al-Ca-Ti que forma l'escuma, identificant els intermetàl·lics que actuen com a estabilitzadors, i amb caràcter original, s'han dut a terme assajos de tracció del material sòlid. La resistència i l'absorció d'energia s'han avaluat mitjançant assajos de compressió a temperatura ambient i a alta temperatura. L'anisotropia estructural i els gradients de densitat han permès quantificar i justificar les desviacions en els valors de resistència observats per a mostres de similar densitat, que en altres treballs s'atribueixen a efectes aleatoris. L'existència de gradients de densitat en els panells afecta a més al pendent de la corba tensió-deformació en la zona plàstica i a l'eficiència en l'absorció d'energia, generant un efecte d'escala que resulta predictible i quantificable. Els valors de resistència mesurats experimentalment s'han contrastat enfront dels models dimensionals clàssics proposats per Gibson i Ashby, concloent que aquests models no prediuen correctament el comportament de les escumes d'alumini de porus tancat. Com a alternativa es proposen models optimitzats que incorporen els efectes de la fracció de material en vores sobre la densitat, i que permeten predir correctament tant els nivells de resistència com els efectes potencials de la densitat relativa. Amb caràcter original, per a l'anàlisi de les propietats d'absorció d'energia es proposa l'ús de "diagrames d'absorció d'energia específica per unitat de tensió", que permeten determinar el punt òptim d'utilització de les escumes de manera més ràpida i eficient que altres procediments ja disponibles. Finalment, s'han dut a terme mitjançant simulació MEF anàlisis dels efectes que la dispersió d'espessors de parets i l'anisotropia tenen sobre les tensions de col·lapse.<br>Cárcel González, B. (2016). Efectos de la estructura celular sobre el comportamiento mecánico de espumas de aluminio de poro cerrado obtenidas por fusión. Aplicación en absorbedores de energía [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61298<br>TESIS

Saccharomyces cerevisiae és un microorganisme eucariota que s’utilitza com a model per l’estudi de les vies de transducció de senyal implicades en la resposta a estrès oxidatiu. Fins l’actualitat, no s’ha descrit l’existència d’una via específica de senyals d’oxidació. Mtl1 es un membre de la via CWI (Cell Wall Integrity: via d’integritat cel.lular) que funciona com un sensor transmembrana que dectecta l’estrès oxidatiu. En aquest estudi es demostra que Mtl1 es esencial en el procés de senyalització de l’estrès oxidatiu i quiescència cap a la via CWI i cap al factor general de resposta a estrès Msn2/Msn4. En aquest últim cas, la senyalització es duu a terme a través de Rom2 i Rho1 (i probablement de Pkc1) cap a l’inhibició de les funcions Tor1 i Ras2. La funció de Mtl1 es necessaria per: i) la repressió de la transcripció de gens ribosomals, ii) l’inducció transcripcional Msn2/Msn4 i iii) l’activació la via CWI en resposta a estrès oxidatiu i dejú de glucosa. En la segona part d’aquesta tesi, es demostra que el domini citoplasmàtic de Mtl1 interacciona físicament amb Rom2, la GEF (GTP Exchange Factor: factor intercanviador de GTP). Les nostres dades suggereixen que l’activitat de Slt2 es important per la supervivència en condicions de quiescència. No obstant, Msn2/Msn4 contribueixen de manera significativa a la supervivència cel.lular davant condicions oxidatives. A més a més, l’absència de TOR1 o RAS2 es suficient com per induir l’activació de Slt2 de manera independent de Mtl1, en les condiciones d’estrès anomenades prèviament. Tot això suggereix que entre CWI, TOR i RAS-cAMP s’estableixen un seguit de reaccions creuades encaminades a asegurar que les cèl.lules siguin capaces d’adaptar el seu creixement i la seva maquinaria metabòlica adecuadament. Mtl1 es N-glicosila i es O-manosila, principalment per la manosil transferasa Pmt2. Mtl1 es localitza preferentment i de manera homogènia en la perifèria cel.lular, gemma, septe i extrem apical del shmoo. La manosilació de Mtl1 es important per la localització de Mtl1 de manera regular en la perifèria i en l’extrem apical del shmoo. La O-manosilació catalizada per Pmt2 en general, i en particular la O-manosilació de Mtl1, poseeixen una gran relevancia en: a) la resposta a estrès oxidatiu; b) davant el bloqueix de la via TOR; i c) en l’extensió cronològica de la vida.<br>Saccharomyces cerevisiae es un microorganismo eucariota que se utiliza como modelo de estudio de las vías de transducción de señal implicadas en la respuesta a estrés oxidativo. Hasta el momento no se ha descrito la existencia de una ruta específica de señales de oxidación. Mtl1 es un miembro de la ruta CWI (Cell Wall Integrity: vía de integridad celular) que funciona como un sensor transmembrana que detecta el estrés oxidativo. En el presente estudio se demuestra que Mtl1 es esencial en el proceso de señalización del estrés oxidativo y quiescencia hacia la ruta CWI y hacia el factor general de respuesta a estrés Msn2/Msn4. En este último caso la señalización ocurre a través de Rom2 y Rho1 (y probablemente también a través de Pkc1) hacia la inhibición de las funciones Tor1 y Ras2. La función Mtl1 se requiere para: i) la represión de la trascripción de genes ribosomales, ii) la inducción del factor transcripcional Msn2/Msn4 y iii) activar la ruta CWI en respuesta a estrés oxidativo y ayuno de glucosa. En la segunda parte de la presente tesis se muestra que el dominio citoplasmático de Mtl1 interacciona físicamente con Rom2, la GEF (GTP Exchange Factor: factor intercambiador de GTP). Nuestros datos sugieren que la actividad Slt2 es importante para la supervivencia en condiciones de quiescencia. Sin embargo, Msn2/Msn4 contribuyen de manera más significativa a la supervivencia celular frente a condiciones oxidativas. Además, la ausencia de TOR1 o RAS2 es suficiente como para inducir la activación de Slt2 de manera independiente de Mtl1, en las condiciones de estrés mencionadas anteriormente. Todo ello sugiere que entre CWI, TOR y RAS-cAMP se establecen una serie de reacciones cruzadas encaminadas a asegurar que las células sean capaces de adaptar el crecimiento y su maquinaria metabólica de manera adecuada. Mtl1 se N-glicosila y se O-manosila, principalmente por la manosil transferasa Pmt2. Mtl1 se localiza preferentemente y de manera homogénea en la periferia celular, yema, septo y en la punta del shmoo. La manosilación de Mtl1 es importante para la localización de Mtl1 de manera regular en la periferia y en la punta del shmoo. La O-manosilación catalizada por Pmt2 en general, y en particular la O-manosilación de Mtl1, poseen una gran relevancia en: a) la respuesta a estrés oxidativo; b) frente al bloqueo en la ruta TOR; y c) la extensión cronológica de la vida.<br>The eukaryotic microorganism Saccharomyces cerevisiae serves as a model system in which to study the signal transduction pathways involved in the oxidative stress response. Up to date, there is no evidence of any MAPK cascade which is specific to oxidative signals. Mtl1 is a member of the CWI pathway, which functions as a cell wall sensor for oxidative stress. In the present study, we propose an essential role for Mtl1 in signalling oxidative stress and quiescence to the CWI pathway and to the general stress response through the inhibition of either Tor1 or Ras2 functions. The Mtl1 function is required i) to induce ribosomal gene repression, ii) to induce the general stress response driven by the transcription factor Msn2/Msn4, and iii) to activate the CWI pathway in response to both oxidative stress and glucose starvation. The signalling from Mtl1 to Tor1 and/or Ras2 inhibition under these conditions occurs through Rom2 and Rho1, and probably through Pkc1, at least that signal which target is the ribosomal gene expression. We demonstrate that the Mtl1 cytoplasmic domain physically interacts with the GEF Rom2. Our data indicate that Slt2 activity is really essential in terms of cell survival in quiescent conditions. However, in response to oxidative stress the contribution of Msn2/Msn4 function is more significant. In addition, we demonstrate that deletion of either TOR1 or RAS2 is sufficient to activate Slt2 upon the above mentioned stress conditions, independently on Mtl1. These data suggested that CWI, TOR and Ras-cAMP provide diverse cross talks in order to assure the cells to appropriately adapt metabolism and growth. We demonstrate that Mtl1 is N-glycosylated and highly O-mannosylated mostly by Pmt2 protein O-mannosyltransferase. Mtl1 localises to the cell periphery, the bud, the septum, and to the tip of the shmoo. Mtl1 O-mannosylation confers its proper localisation. We provide evidence for the importance of protein O-mannosylation in oxidative stress response, through at least Mtl1. This is the first report suggesting a role of protein Omannosylation in cell survival upon TOR blockage. Mtl1 O-mannosylation by Pmt2 is required to elicit cellular responses to TOR inhibition. Both Pmt2 and Mtl1 play positive roles in the chronological life span.

Objetivos: Estudiar in vitro el efecto sobre la viabilidad y la proliferación celular de los compuestos: extracto de semilla de uva (flavan-3-oles polímeros de catequinas), extracto de cacao (flavan-3-oles epicatequinas), extracto de pomelo (glicósidos de flavanonas naringina y neohesperidina), extracto de piel de limón (glicósido de flavanona eriocitrina), naringenina (flavanona), apigenina (flavona) y apigenina potásica. Así mismo estudiar la influencia de estas sustancias sobre el ciclo celular y la apoptosis de las líneas celulares Vero y Ca-Co2. Material y Métodos: Los compuestos fueron ensayados sobre la línea celular no tumoral Vero (túbulo renal de mono verde africano) y la línea celular tumoral CaCo-2. Utilizamos el test de MTT con diferentes concentraciones de los extractos. Todo ello junto con el conocimiento de la composición cromatográfica de cada extracto nos permitió hallar posibles relaciones entre la estructura molecular y su efecto en la proliferación celular. Resultados: En las condiciones de nuestro estudio, no hallamos efecto negativo significativo sobre la proliferación celular en ninguno de los extractos testados a concentraciones inferiores a 10 μM en la línea celular Vero. Podría establecerse como orden de actividad antiproliferativa de las estructuras flavonoides estudiadas: flavan-3-ol > flavanona > flavona. Sobre la línea transformada CaCo-2, todos los extractos estudiados mostraron efecto antiproliferativo y/o citotóxico, sobre todo apigenina potásica. Sobre la línea Vero apigenina potásica y extracto de semilla de uva, provocaron un mayor bloqueo del ciclo celular. Y sobre la línea CaCo-2, extracto de piel de limón y de cacao. El análisis del porcentaje de población celular que se encontraba en apoptosis mostró unos valores en general muy bajos en relación a la población total analizada en la línea celular Vero. Sin embargo, sobre CaCo-2, consideramos especialmente relevantes los resultados obtenidos por la flavona apigenina potásica, que mostró una capacidad apoptótica significativa a partir de las 72 horas de tratamiento. Conclusión: Las estructuras moleculares más complejas y de mayor peso molecular causan mayores efectos antiproliferativos, y parecen influir más sobre el ciclo celular y la apoptosis.<br>Introduction: Molecular structure is a very important factor in relation of any substances with cells or biological system. Objective: Present study is an in vitro research about the viability and proliferation activity of following products and extracts: grape seed extract (flavan-3-ols catechins polymers), cocoa extract (flavan-3-ol epicatechins), grapefruit extract (flavanones glycosides naringin y neohesperidin), skin lemon extract (flavanone glycoside eriocitrin), naringenin (flavanone), apigenin (flavone). Also study the influence of these extracts on cellular cycle and apoptosis on Vero and CaCo2. Material and Methods: We have study the different extracts and products effects concentrations on Vero cells proliferation and CaCo-2 cells culture, using the MTT assay. It together with the knowledge of the chromatographic composition of every extract of the experiment allows us to find relations between structures or molecular skeletons and his effect on the cellular proliferation. Results: In our study conditions, we have not negative effect on cellular proliferation with all the extracts, on concentrations lower than 10 µMa on Vero. The order in antiproliferative capacity could be: flavan-3-ol > flavanone > flavone. On CaCo-2, all the extracts showed antiproliferative effect or citotoxicity especially apigenine. On Vero apigenine and grape fruit seed, showed the best arrest in cell cycle. On CaCo-2, citrus and cocoa were he most significant. Cellular population percentage analyses, in apoptosis were very low regarding the total population in Vero. But, on CaCo-2, we considered relevant results on Apigenine, which showed an important apoptotic capacity after 72 hours. Conclusion: We have found the more complex molecular structures it provokes antiproliferative activity increase. This fact would interact in relationship between cell and environment.

Explora la genética poblacional de Plasmodium vivax en la comunidad de Santa Emilia (Iquitos, Loreto), una comunidad aislada en medio de la Amazonía Peruana. Para ello, se realizó un seguimiento de un año a un total de 213 habitantes de la comunidad, a partir de los cuales se seleccionaron 103 muestras, y se identificó una elevada proporción de infecciones asintomáticas (74%) y no detectables por microscopía (72%). A pesar del aislamiento geográfico, la diversidad genética encontrada en Santa Emilia (He=0.61) fue comparable con la reportada en otras localidades de la Amazonía que presentan menores restricciones de flujo génico. No obstante, también se encontró niveles significativos de desequilibrio de ligamiento (ISA=0.19, p<0.001). Diversos análisis de estructuración y diferenciación genética revelaron la presencia de 4 subpoblaciones de P. vivax en Santa Emilia, y a su vez se detectó la ocurrencia de expansiones clonales. Los hallazgos de este estudio sugieren que Santa Emilia representaría un riesgo importante para la reintroducción y mantenimiento de la malaria en otras localidades de la Amazonía Peruana, por lo cual sería necesario la implementación de estudios a mayor escala y la combinación de distintas estrategias para el control de la enfermedad.<br>Tesis

Explora la genética poblacional de Plasmodium vivax en la comunidad de Santa Emilia (Iquitos, Loreto), una comunidad aislada en medio de la Amazonía Peruana. Para ello, se realizó un seguimiento de un año a un total de 213 habitantes de la comunidad, a partir de los cuales se seleccionaron 103 muestras, y se identificó una elevada proporción de infecciones asintomáticas (74%) y no detectables por microscopía (72%). A pesar del aislamiento geográfico, la diversidad genética encontrada en Santa Emilia (He=0.61) fue comparable con la reportada en otras localidades de la Amazonía que presentan menores restricciones de flujo génico. No obstante, también se encontró niveles significativos de desequilibrio de ligamiento (ISA=0.19, p<0.001). Diversos análisis de estructuración y diferenciación genética revelaron la presencia de 4 subpoblaciones de P. vivax en Santa Emilia, y a su vez se detectó la ocurrencia de expansiones clonales. Los hallazgos de este estudio sugieren que Santa Emilia representaría un riesgo importante para la reintroducción y mantenimiento de la malaria en otras localidades de la Amazonía Peruana, por lo cual sería necesario la implementación de estudios a mayor escala y la combinación de distintas estrategias para el control de la enfermedad.<br>Tesis

The nuclear matrix (NM) its a compartment formed by proteins, DNA and RNA. This compartment is obtained by extracting the nucleus with high-ionic strength solutions, non ionic detergents and a treatment with nucleases. In the interphase the genome of metazoan cells is organized in supercoiled loops anchored to the NM by loop anchorage regions (LARs). The interaction between the NM and LARs resists extraction with high-ionic strength solutions. LARs are tissue specific but are not necessarily conserved between species even within the same cell type. Although LARs occur in large numbers in the nucleus, no consensus nucleotide sequence has been found for LARs and in vitro binding assays shows that virtually any DNA fragment shows a given affinity for NM proteins, so it might be that factors independent of the nucleotide sequence determine the DNA-NM interactions. Besides, it has been reported that the NM has affinity for supercoiled bacterial plasmids and they occupy sites different to those occupied by bound linearized DNA fragments. This suggests that the topology of DNA might determine its affinity for the NM. This topology is an emergent property that results from the the structural properties of DNA and the location of a given genomic region within the context of the chromosome. Therefore, the local topology of a DNA segment is altered when the segment is removed from its original context. The length at which the DNA adopts a linear topology in solution is called the persistence length and corresponds to ≈150 bp for DNA of random sequence. The DNA may acquire complex topologies when its length goes beyond the Kuhn length that corresponds to twice the persistence length (300 bp). Therefore, we propose that the affinity of a region of DNA for the NM is an emergent property linked to the local topology of DNA, which in turn is the result of the 3D organization of the corresponding genomic region. In order to test this hypothesis we identified two regions of ≈2kb that constitute LARs in situ at the albumin-family locus. These LARs, once isolated and devoid of their natural genomic context, had no affinity for the NM in vitro. However, subfragments of the LARs, whose length is close to the persistence length, bind to the NM in vitro and resist the extraction with high-ionic strength. DNA fragments unrelated to the LARs identified in situ, but close to the persistence length of DNA, also bind to the NM in vitro in a salt-resistant fashion. DNA length correlates with the topology displayed by such a DNA in solution, our results suggest that a linear topology is enough for supporting the binding of DNA to the NM. Given that the length of DNA modulates its affinity for NM, we propose a model in which any region of the genome that manifests a linear topology in situ has the potential for establishing an anchorage to the NM. The topology of DNA in vivo depends on several factors such as: the thermal agitation of the system, the structural stress and topological restrictions or constraints (supercoiling) of DNA. Such a topology together with the global dynamics within the cell nucleus may determine the actualization or cancelation of DNA-NM interactions. Our proposal is a starting point for understanding the process of structural organization of the genome in the cell nucleus of metazoans.<br>La matriz nuclear (MN) es un compartimento formado por proteínas, DNA y RNA, que resiste a la extracción con detergentes, altas concentraciones de sal y el tratamiento con nucleasas. En la interfase el genoma de las células de metazoarios se encuentra organizado en bucles hiperenrollados que se encuentran anclados a la MN mediante segmentos denominados regiones de anclaje del bucle (LARs por sus siglas en inglés). La unión o interacción entre LARs y MN resiste la extracción con alta fuerza iónica. Los LARs son tejido específico y no están necesariamente conservados entre especies aún en el mismo tipo celular. A pesar de que los LARs ocurren en gran número en el núcleo, no se ha encontrado una secuencia consenso que los determine, por el contrario, ensayos de afinidad in vitro demuestran que prácticamente cualquier fragmento de DNA presenta cierta afinidad por las proteínas de MN, por lo que podrían ser factores independientes a la secuencia de nucleótidos los que definan dichas interacciones. A este respecto se ha reportado que la MN tiene afinidad por plásmidos bacterianos hiperenrollados que ocupan sitios diferentes de los sitios a los que se unen fragmentos de DNA linearizados. Esto sugiere que puede ser la topología del DNA la que determine en forma primaria su afinidad por la MN. Esta topología es una propiedad emergente que resulta de la ubicación genómica de la región en el contexto del cromosoma y de las propiedades estructurales del DNA. Por lo tanto, la topología local de un segmento de DNA resulta alterada cuando es sacada de su contexto original. En solución, la longitud a la que el DNA adopta una topología lineal se denomina longitud de persistencia y se ha determinado que para el DNA de secuencia aleatoria esta corresponde a ≈150 pb. La longitud de Kuhn corresponde a dos veces la longitud de persistencia y es a partir de longitudes mayores a la de Kuhn que el DNA es capaz de adoptar topologías complejas. Por lo tanto, proponemos que la afinidad de una región del DNA por la MN es una propiedad emergente vinculada a la topología local del DNA, la cual a su vez es resultado de la organización en 3D de la región genómica correspondiente. Para probar esta hipótesis identificamos dos regiones de ≈2kb que in situ constituyen LARs en el locus de la familia albúmina. Estos LARs, una vez aislados y desprovistos del contexto genómico natural, no tuvieron afinidad por la MN en ensayos in vitro. Sin embargo, subfragmentos de los LARs cuya longitud es cercana a la longitud de persistencia, se unieron a la MN in vitro y son resistentes a la extracción con alta fuerza iónica. Fragmentos de DNA con longitud cercana a la longitud de persistencia pero ajenos a los LARs identificados in situ también se unieron a la MN, in vitro, en forma resistente a la extracción con sal. La longitud del DNA está estrechamente relacionada con la topología que despliega el DNA en solución, nuestros resultados sugieren que una topología lineal es suficiente para que el DNA se una a la MN. Dado que la longitud del DNA modula su afinidad por la MN, se puede proponer un modelo en el cual cualquier región del genoma que manifieste una topología lineal in situ tendrá la capacidad potencial de establecer un anclaje con la MN. Que una región o segmento del genoma manifieste topología lineal depende de varios factores como son: la agitación termal del sistema, el estrés estructural y las restricciones o limitantes topológicas del DNA (ejemplo: hiperenrollamiento). Lo anterior, asociado con la dinámica global del núcleo, puede resultar en la formación o desprendimiento de los anclajes DNA-MN y permite establecer un punto de partida para entender el proceso de organización estructural del genoma en el núcleo celular de los metazoarios.<br>CONACYT-México proyecto CB-176794 otorgado al Dr. Armando Aranda Anzaldo