REVISTA DE ENFERMERÍA 

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

1. Para la extracción y purificación del RNA total se partió de parásitos en estadio de trofozoítos maduros y esquizontes, dado que la síntesis de RNA total durante el ciclo asexual del Plasmodizrm falcipawm presenta las más altas tasas en esos estadios. (4) Las células son lisadas con isotiocianato de guanidina, se solubhza el tejido y las proteínas pasan de su estado nativo a desnaturalizado. Se usan detergentes no iónicos como el sarkosyl porque lisan la membrana plasmática, conduciendo a un ácido nucleico intacto. Se hace homogenización de la mezcla para favorecer la separación de RNA en la ultracentrifugación el cual es separado del DNA y proteínas, en un cojín de cloruro de cesio, dada su mayor densidad con respecto al DNA. En general este método permite la extracción de un RNA La mayor dificultad en la extracción del RNA es evitar la contaminación con RNAsa, enzima muy estable que no requiere cofactores para su función. Por lo tanto, se deben tratar las soluciones y los materiales con 0,1% (v/v) de dietilpirocarbonato, DPC, el cual inactiva las ribonucleasas por modificación covalente.(6)

La cuantificación de la cantidad de RNA obtenido, se hizo por espectrofotometría, dado que los ácidos nucleicos presentan absorción a 260 nm y las proteínas a 280 nm.

Para el RNA de Piasmodium la relación de absorbancias a 260 y 280 nm, es de 2,3.q,') Esta relación se utilizó como parámetro que permitió evaluar parcialmente la calidad del RNA total extraído. En este trabajo se aislaron desde 265,4 hasta 780 pg de RNA total a partir de los parásitos.

2. La separación del mRNA se hizo mediante una cromatografia de afinidad en columnas de oligo-dT celulosa y sepharosa 4B-poli U. Para el Plasmodizlm falciparum el 82% del RNA total es ribosomal, aproximadamente el 14% es tRNA y una proporción muy pequeña 2-5% es mñNA. Usualmente con la cromatografía de afinidad se recupera entre el 1-2% del RNA total como mensajero.(')Por esto, en este procedimiento, al igual que para la extracción del RNA total, fue crítica la eliminación y la prevención de la contaminación con RNAasas. Se utilizaron dos matrices, una de oligo dT; y otra de sepharosa 4B poli U, con esta última se obtuvieron los mejores rendimientos de extracción y por eiio se utilizó en lo sucesivo.






Figura 2. Método de Gubler y Hoffman

En general, la matriz de oligo dT, forma complejos dT-poli A con soluciones bufler de alta fuerza iónica, por lo tanto su capacidad de enlace depende de la concentración de la sal utilizada, además del tipo de catión de la sal, la presencia de detergentes y la fuente de la celuiosa. La elución del mRNA se hizo con soluciones bufer de baja fuerza iónica lo que desestabiliza los pares de bases híbridos. La ventaja del uso de esta matriz es que es resistente a nucleasas e hidrólisis alcaiina y su capacidad de enlace es mayor que la de la sepharosa 4B poli U. Igualmente, no se requieren agentes desnaturalizantes o altas temperaturas para la elución de la muestra, sin embargo, en el primer experimento utilizando esta matriz, la elución del mRNA se hizo con solución buffer de elución a temperatura ambiente, para el segundo experimento se hizo con esta solución a 65°C con el fui de favorecer la separación de las cadenas de RNA pohA con el oligo dT de la matriz además de la disminución de la fuerza iónica aportada por la solución buffer de elución. A pesar de que en la literatura hay referencia de que la elución no requiere agentes desnaturalizantes y/o altas temperaturas), se observó que el rendimiento aumentó tres veces con respecto al anterior. Sin embargo, con el ánimo de comparar rendimientos, se realizó una cromatografía utilizando sepharosa 4B poliU. Se realizó un tercer experimento en el cual se obtuvo un rendimiento del 4%,superior al reportado en la literatura; para este experimento se hizo control electroforético sobre un gel de agarosa l%/TBE yno se evidenció presencia de RNA ribosomal. En lo sucesivo se utilizó esta matriz.

Tabla 1. Síntesis de primera y segunda cadena de cDNA

MUESTRAS mRNA (ug) "PRIMER" OLIGO dT ENZIMA
(TR) U/ug
mRNA
% RENDIMIENTO
mRNA cDNA
CANTIDAD DE cDNA
(ug)
mRNA
CONTROL
2 1:2 10 7,6 151,8
mRNA
P falciparum
9,6 1:2 15 5,8 554,4
mRNA P. falciparum 5 1:2 5 11,2 574,4
RNA TOTAL
P. falciparum
70 1:2 9 25,4 504,9

NOTA: Los porcentajes de incorporación fueron 0,4636para el cDNA-mRNA. CONTROL, 0,3536 y 468% para el cDNA-mRNA P. falciparum y 1,5336 para el cDNA-RNA TOTAL P. falciparum. Con estos porcentajes se calculó el rendimiento de la síntesis y la cantidad de cDNA-cr obtenida.

3. Síntesis y fraccionamiento del cDNA. Se construyeron dos genotecas de cDNA, utilizando las recomendaciones del kit Promega(R),(9) una partiendo del mRNA poliA separado por cromatografía de afGdad y la otra partiendo directamente del RNA total. Se compararon los resultados en cuanto a la eficiencia en el porcentaje de conversión de mRNA a cDNA-cs (DNA complementario de cadena sencilla), título final de la genoteca y las probabdidades de encontrar cada una de las secuencias de interés. A pesar de que la literatura(") reporta que la actividad de la transcnptasa inversa es parcialmente inhibida por la presencia del tRNA y el rRNA, al comparar entre sí, los porcentajes de conversión de mRNA a cDNA-cs, se observó que fue entre 15 y 20% mayor para el cDNA sintetizado a partir del RNA total, que cuando se partió del mñNA. (Tabla 1) De otro lado, la literatura reporta(9) que los rendimientos de las síntesis de la primera como de la segunda cadena de cDNA, con la utilización del método de Gubler y Hoffman, son 10-30% y del 50-200% respectivamente; los resultados experimentales muestran que la síntesis de la primera y de la segunda se ajustaron a los resultados teóricos esperados.

 


Figura 3. Síntesis de primera y segunda cadena de cDNA

Auto radiografia de electroforesis en 1
% AGE/TBE: 1. cDNA cd-RNA TOTAL P.falciparum 2, d N A CS-RNA TOTAL P. falciparum 3. cDNA cd-mRNA CONTROL 4.cüNA cs-mRNA CONTROL 5.cDNA cd-mRNA P. falciparum 6. cDNA cs-mRNA P. falciparum 7. DNA A Hind nS-dATP (29 x lo' cpm).

Tabla 2. Títulos de genoteca de cDNA

MUESTRA

CANTIDAD SEMBRADA

PLACA

TÍTULO X 10 4 (1)

DILUCIÓN VOLÚMEN
(uL)
CLARAS AZULES ufp/vol
empaq
ufp/ug
DNA
BRAZOS
Agtll-SIN
INSERTO
10 4 10
80
214
215
197
220
   
BRAZOS
Agtll-cDNA
cd-mRNA
P falciparum
10 4
10 2
10
80
206
226
70
53
2,2
3
,2
1,2
1
,7
BRAZOS
Agtll-cDNA
CdRNATOTAL
P falciparum
10 4
10 2
10
80
479
461
164
102
5,0
6,1
2,8
3,4
BRAZOS
Agtll-cDNA
cd-mRNA

CONTROL
10 4 10
80
308
304
255
284
0,3
0,4
0,6
0,8

4. Resultados electroforéticos de la síntesis de primera y segunda cadena de cDNA. Al comparar los tamaños del CDNA a partir del m A , (Figura 3) se observó síntesis en un rango de 564-5900 pb para el cDNA de cadena sencdla,  y de 564-4200 pb para el cDNA de cadena doble. Para el caso del cDNA a partir de RNA total, el tamaño entre la primera y segunda cadena se conservó (rango de 564-23000 pb); sin embargo, al comparar la síntesis obtenida a partir de los dos materiales de partida, el rango fue más amplio en el caso del RNA total. Vale la pena anotar que estos resultados fueron reproducibles en tres experimentos realizados. Por otra parte, para el cDNA-mRNA control cs y cd, se evidenció una banda de 1,2 Kb, acorde con lo esperado. También se observó una banda de bajo peso molecular (menor de 500 pb), en la cual la literatura reporta, que corresponde a un anillaje aberrante del iniciador- mRNA que influye directamente en la síntesis de cDNA más cortos."

La ligación de adaptadores al cDNA de cadena doble, cDNA-cd, se hizo con base en las recomendaciones de Promega@, utilizando un exceso molar 5O veces la plan de cDNA. Con el ánimo de mejorar la eficiencia en la ligación de adaptadores se hizo previamente generación de extremos romos sobre la cadena de cDNA, aun cuando en esta ligación se requiere más concentración de DNA ligasa que cuando se parte de cDNAs con extremos cohesivos.

Ligación al vector y empaquetamiento. Se obtuvieron los resultados consignados en la tabla 2. En las cajas donde se observaron menos de 50 placas claras no se consideró como representativo para calcular la eficiencia del empaquetamiento. Para calcular la cantidad de recombinantes y los títulos de las genotecas, se cuantificaron las placas claras y azules de cada caja sembrada para cada sistema; para el vector ligado sin inserto, se determinó el porcentaje de las placas claras con respecto a las azules, éste dió una proporción 50% de placas claras y 50% de placas azules. A su vez se determinó el porcentaje de las placas azules y claras en los sistemas vector-cDNA RNA y vector-cDNA RNA total P. falciparum. Se observó que con respecto al control, hubo un incremento del 20% en el número de placas claras en ambos sistemas (70%), que se consideraron como posibles recombinantes. Con base en lo anterior, se calcularon los títulos de las genotecas, que fueron 1,7 x l04 ufp/ug DNA para la genoteca de cDNA-RNA total P falciparum y 3,4 x l04 ufp/pg DNA 7 para la genoteca de cDNA-RNA, total P. falciparzrm. Comparando estos resultados con cálculos teóricos hechos para la construcción de una genoteca de cDNA de P. falcipamm se concluyó que las genotecas obtenidas eran representativas. De lo anterior se desprende que para la genoteca de cDNA a partir de RNA total, se logró demostrar que al obviar la cromatografía de afinidad se evita la degradación y fraccionamiento del mRNA, se dispone de todo elrriRNA para la transcripción y por ende contribuye a la obtención de una genoteca de cDNA más representativa de los mRNAs del parásito.

Preparación de las sondas para el reconocimiento de las secuencias específicas. El inserto de calmodulina se purificó y se marcó con un isotopo radioa~tivo~~ S-dATP, éste se utilizó como sonda para hibridtzar, la cual tenía una acuvidad específica de 5,45 x lo8 cpm/pg DNA." De las dos genotecas se seleccionaron 13 clonos positivos, dos de la genoteca a partir de cDNA de mRNA y 11 a partir de la genoteca de cDNA de RNA total.  (Figuras 4 y 5) En la purificación del inserto de ATPasa, la purificación del DNA plasmídico se hizo a partir de un sistema comercial. La sonda tenía una actividad específica de 5,6 x lo6 cpm/pg de DNA, la cual se usó para hibridizar los filtros réplica de las genotecas de cDNA.(") De esta hibridización se seleccionaron cinco clonos recombinantes, uno a partir de la genoteca de cDNA de mRNA y cuatro del RNA total. Para la búsqueda del gen de miosina, se utilizó una sonda a partir de 200 ng de inserto, marcada con un isótopo radioactivo, la cual dió una actividad específica de 5,6 x lo7 cpm/pg.('a Se hibridizó sobre los filtros réplica hechos de la genoteca representauva y se obtuvieron ocho clonos positivos, uno a partir de la genoteca de cDNA de mRNA y siete del RNA total.


Figura 4. Hibridización de los filtros replica de las genotecas cDNA-mRNA y cDNA-
RNA total de F? falciparum con la sonda de calmodulina. Actividad de la sonda: 5,45
x l08 cpm/pg de DNA

CONCLUSIONES

  • A partir del método de Gubler y Hoffman se construyeron dos genotecas representativas de cDNA de Plasmodium falcipuram, de los cuales los títulos fueron dos veces mayor para la genoteca de cDNA a partir del RNA total del parásito que la construída a partir del &A.

  • Al obviar la cromatografía de afinidad para separar el mRNA se obtuvo mayor cantidad de transcritos; evaluado esto por un mayor renduniento en la síntesis de cDNA.

  • La eficiencia de la síntesis de la primera y segunda cadena de cDNA a partir del RNA total fue entre 15-20% mayor en comparación con el cDNA sintetizado a partir del mRNA de Plasmodium falciparum.

A pesar de que para la búsqueda de los diferentes genes de interés se trabajó con un número limitado de clonos, en general la genoteca de cDNA a partir de RNA total, tuvo un mayor potencial de representatividad y por ende mayores posibilidades de encontrar cada una de las secuencias particulares.

Las genotecas construídas constituyen un material de partida importante para estudios de expresión de los genes del parásito y de esta forma en la dilucidación de los mecanismos moleculares involucrados en el proceso de invasión del glóbulo rojo en los diferentes estadios. Lo cual, junto con es tudio s bioquímico s, contribuyen al desarrollo de estrategias para el control de la enfermedad.


Figura 5. Confirmación de clonos positivos con la sonda de calmodulina

A. CONTROL
(+).
8,3 ng de znserio de CaJmodubna
B. CONTROL
F). 100 ng de DNAhgo
2.
Se
sembraron
2 pi de D N A de cada don, se hibndyo con una sonda 5,45 x lo8 pn/pg

GLOSARIO

Clono: representa un gran número de células o moléculas idénticas que provienen de una misma célula o molécula ancestral.

Genoteca: llamada banco de genes, está constituida por un gran número de fragmentos de DNAclonados de un genoma entero.

Vector de clonación: es una molécula de DNA, la cual se replica autónomamente en una célula huésped, un vector es utilizado para insertar un DNA extraño y posterior- mente replicarlo, se usa con el propósito de amplificar el material genético o una proteína.

 

REFERENCIAS
BIBLIOGRÁFICAS

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