Identificación in silico de elementos de regulación en secuencias de organismos bacterianos

RESUMEN Alrededor del codón de inicio de un mRNA se han identificado diferentes elementos que influyen en el proceso del inicio de la traducción, como son: el tipo de codones que existen río abajo del mismo, la estructura secundaria del mRNA, la presencia de la proteína ribosomal S1 y la ausencia de la región 5' UTR, pero sin duda alguna, la secuencia Shine-Dalgarno (SD), es el elemento más importante que define la frecuencia con la que el mRNA será traducido. En el presente trabajo, abordamos el comportamiento de estos elementos de regulación de la traducción a través de estudios in silico partiendo de las secuencias de 12,112 genomas bacterianos reportadas en la base de datos Refseq (NCBI) (ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/refseq/bacteria/) a junio de 2017. Hicimos un énfasis particular en la predicción y anotación del gen ribosomal 16S y la identificación cualitativa y cuantitativa de las secuencias Shine-Dalgarno presente en cada genoma. Estudiamos la distribución filogenética de aquellos genomas que carecen o poseen un Shine-Dalgarno con secuencia atípica, y evaluamos la correlación entre el contenido de GC genómico y el cambio en la energía libre de Gibbs (ΔG) con la que la secuencia anti-SD en el extremo 3’ del 16S ribosomal se unirá, en promedio, con el sitio de unión al ribosoma (RBS) de los diferentes mRNAs. Además caracterizamos la calidad de los RBS que existe entre el primer y segundo cistrón de los operones, y genes cuyos RBS se encuentran localizados en la secuencia codificante del cistrón ubicado río arriba o en una región intergénica menor a 15 bases. Los resultados generados en el presente estudio ofrecen una visión global y actualizada de los distintos elementos que intervienen en el inicio de uno de los procesos más importantes de los organismos bacterianos: la traducción de los mRNAs.