La morfogénesis constituye junto con el crecimiento y la diferenciación celular, uno de los aspectos más importantes del desarrollo de un organismo. Muchas de las principales moléculas implicadas en el control del crecimiento polarizado y la morfogénesis, como las GTPasas Rho, están conservadas desde levaduras a mamíferos. En nuestro grupo estudiamos el papel de las GTPasas Rho en el crecimiento polarizado empleando como organismo modelo la levadura de fisión Schizosaccharomyces pombe. Esta levadura posee una morfología cilíndrica y crece por los polos. Su forma, tamaño y división a lo largo del ciclo son muy reproducibles en el laboratorio. Gracias a ello, es un buen organismo modelo para estudiar el control de la morfología celular. S. pombe contiene 6 genes que codifican GTPasas de la familia Rho, Rho1-Rho5 y Cdc42. Cdc42 es esencial para la viabilidad celular. Se localiza tanto en la membrana plasmática, como en las membranas internas y es la GTPasa implicada en el control del crecimiento celular polarizado. Como todas las GTPasas de la familia Rho, la señalización de Cdc42 está regulada por proteínas activadoras denominadas GEFs (del inglés “Guanine nucleotide Exchange Factors”) e inhibidoras denominadas GAPs (“GTPases Activating Proteins”). En la levadura de fisión, el control espacial de la activación de Cdc42 determina su morfología celular. Los GEFs, Scd1 y GEF1, se localizan en las zonas de crecimiento, polos y septo, donde Cdc42 está activa y la única proteína GAP descrita hasta la fecha, Rga4, se localiza en la membrana lateral de la célula, en las zonas sin crecimiento, donde Cdc42 está inactiva. Scd1 y Rga4 tienen papeles aditivos controlando la morfología celular. Gef1 por su parte, parece estar más implicado en los procesos de citocinesis y en la transición del crecimiento monopolar a bipolar denominada NETO (New End Take Off). En los polos, la dinámica de activación de Cdc42 presenta un comportamiento oscilatorio. Cdc42 controla el crecimiento celular polarizado mediante su proteína efectora For3. Esta formina promueve la formación de cables de actina en interfase, implicados, junto con las miosinas de clase V, en el movimiento de las vesículas secretoras, que contienen el nuevo material sintetizado, hacia las zonas de crecimiento activo. Además existe relación entre Cdc42 y el complejo proteico denominado exocisto, implicado en la fusión de las vesículas procedentes del Aparato de Golgi con la membrana plasmática. Aunque hasta la fecha no está claro como Cdc42 regula el exocisto, sí se sabe que la secreción polarizada llevada a cabo por For3 y el correcto funcionamiento del exocisto, son 2 procesos fundamentales para la correcta morfología de la célula.

Esta tesis doctoral ha sido financiada por una beca predoctoral de Formación de Personal Investigador (FPI) del Ministerio de Economía y Competitividad del Gobierno de España con referencia BES-2011-045514 y asociada al proyecto de investigación BFU2010-15641 en el Organismo Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

Memoria presentada por Mª Teresa Revilla Guarinos para optar al Grado de Doctor en Biología Funcional y Genómica, y que ha sido realizada en el Instituto de Biología Funcional y Genómica, centro mixto de la Universidad de Salamanca (Departamento de Microbiología y Genética) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas.

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