Vitelogenina

La vitelogenina ( VTG o menos conocida popularmente como VG ) (del latín vitellus , yema, y ​​genero , produzco) es un precursor de la yema del huevo que transporta proteínas y algunos lípidos desde el hígado a través de la sangre hasta los ovocitos en crecimiento donde pasa a formar parte de la yema. Normalmente, solo se encuentra en la sangre o hemolinfa de las hembras, y por lo tanto se puede utilizar como un biomarcador en vertebrados de exposición a estrógenos ambientales que estimulan niveles elevados tanto en machos como en hembras. ^[1] "Vitelogenina" es un término sinónimo para el gen y la proteína expresada . El producto proteico se clasifica como una glicolipoproteína, que tiene propiedades de un azúcar, una grasa y una proteína. Pertenece a una familia de varias proteínas de transporte de lípidos.

La vitelogenina es un precursor de la yema de huevo que se encuentra en las hembras de casi todas las especies ovíparas , incluidos peces, anfibios, reptiles, aves, la mayoría de los invertebrados y monotremas. ^[2] La vitelogenina es el precursor de las lipoproteínas y fosfoproteínas que constituyen la mayor parte del contenido proteico de la yema. En presencia de sustancias químicas disruptoras endocrinas (EDC) estrogénicas , los peces machos pueden expresar el gen de manera dependiente de la dosis . Esta expresión génica en los peces machos se puede utilizar como un marcador molecular de la exposición a las EDC estrogénicas . ^[3]

La vitelogenina proporciona la principal proteína de la yema del huevo , que es una fuente de nutrientes durante el desarrollo temprano de los vertebrados e invertebrados ovíparos . Aunque la vitelogenina también transporta algo de lípido para su deposición en la yema, el mecanismo principal para la deposición de lípidos de la yema es a través de VLDL, al menos en aves y reptiles. ^{[4] Los precursores} de la vitelogenina son apolipoproteínas multidominio (proteínas que se unen a los lípidos para formar lipoproteínas), que se escinden en distintas proteínas de la yema . Existen diferentes proteínas de vitelogenina, que se componen de combinaciones variables de componentes de la proteína de la yema; sin embargo, los sitios de escisión se conservan . ^{[ cita requerida ]}

En los vertebrados, una vitelogenina completa está compuesta de:

• un péptido señal N-terminal para exportación,
• y cuatro regiones que pueden escindirse en proteínas de la yema, estas son:
  • lipovitelina-1,
  • fosvitina ,
  • lipovitelina-2,
  • Dominio tipo D del factor von Willebrand (YGP40). ^{[5] [6]}

Este dominio particular representa una región conservada que se encuentra en varias proteínas de transporte de lípidos , incluidas la vitelogenina, la proteína de transferencia de triglicéridos microsomales y la apolipoproteína B-100. ^[7]

Este dominio en particular, el dominio de transporte de lípidos de vitelogenina, también se encuentra en la proteína de transferencia de triglicéridos microsomales (MTTP) y en la apolipoproteína B. Ayuda al tráfico celular y a la exportación de carga. ^{[ cita requerida ]}

La proteína de transferencia de triglicéridos microsomales (MTTP) es una proteína de transferencia de lípidos del retículo endoplásmico involucrada en la biosíntesis y la carga lipídica de la apolipoproteína B. La MTTP también está involucrada en la etapa tardía del tráfico de CD1d en el compartimento lisosomal , siendo CD1d la molécula presentadora de antígeno lipídico similar a MHC I. ^[8 ]

La apolipoproteína B puede existir en dos formas: B-100 y B-48. La apolipoproteína B-100 está presente en varias lipoproteínas, incluidas las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL), las lipoproteínas de densidad intermedia (IDL) y las lipoproteínas de baja densidad (LDL), y puede ensamblar partículas VLDL en el hígado . ^[9] La apolipoproteína B-100 se ha relacionado con el desarrollo de la aterosclerosis .

La apoB es ancestralmente universal en todos los animales, ya que se encuentran homólogos en los coanoflagelados . El homólogo de los insectos se llama apolipoforina I/II. ^[10]

APOB (ver la estructura nativa de LDL-ApoB a 37 °C en YouTube ); ^[11] MTTP ;

Las abejas depositan moléculas de vitelogenina en los cuerpos grasos de su abdomen y cabeza. Los cuerpos grasos aparentemente actúan como un reservorio de almacenamiento de alimentos. La glicolipoproteína vitelogenina tiene una funcionalidad adicional, ya que actúa como un antioxidante para prolongar la vida de la abeja reina y de las abejas recolectoras, así como una hormona que afecta el comportamiento futuro de búsqueda de alimento. ^[12] La salud de una colonia de abejas depende de las reservas de vitelogenina de las abejas nodrizas, ya que las abejas recolectoras tienen niveles bajos de vitelogenina. Como trabajadoras prescindibles, las recolectoras se alimentan con la proteína suficiente para mantenerlas trabajando en su arriesgada tarea de recolectar néctar y polen. Los niveles de vitelogenina son importantes durante la etapa del nido y, por lo tanto, influyen en la división del trabajo de las abejas obreras. ^{[ cita requerida ]}

El nivel de vitelogenina de una abeja nodriza que se desarrolla en los primeros cuatro días después de la emergencia afecta la edad en que comienza a buscar alimento y si busca preferentemente néctar o polen. Si las obreras jóvenes tienen escasez de alimento durante los primeros días de vida, tienden a comenzar a buscar alimento temprano y preferentemente néctar. Si se las alimenta moderadamente, buscan alimento a una edad normal, preferentemente néctar. Si se las alimenta abundantemente, inmediatamente después de la emergencia, su nivel de vitelogenina es alto y comienzan a buscar alimento más tarde en la vida, recolectando preferentemente polen. El polen es la única fuente de proteína disponible para las abejas melíferas. ^[13]

Para la mayoría de las especies de insectos investigadas se ha documentado que la hormona juvenil estimula la transcripción de los genes de vitelogenina y el consiguiente control de la producción de vitelogenina (cf. Engelmann, 1983; Wyatt y Davey, 1996). ^{[14] [15]}

La expresión de vitelogenina es parte de un circuito de retroalimentación reguladora que permite que la vitelogenina y la hormona juvenil se supriman mutuamente. Es probable que la vitelogenina y la hormona juvenil trabajen de manera antagónica en la abeja melífera para regular su desarrollo y comportamiento. La supresión de una conduce a altos niveles de la otra. ^[16]

Es probable que el equilibrio entre los niveles de vitelogenina y hormonas juveniles también esté involucrado en el comportamiento de enjambre . ^[17]

Los niveles de hormonas juveniles disminuyen en las colonias de abejas antes de la enjambrazón y se espera que los niveles de vitelogenina aumenten. Se puede suponer que las abejas que forman enjambres querrán acumular la mayor cantidad posible de vitelogenina para prolongar su vida útil y poder construir rápidamente un nuevo nido. ^{[ cita requerida ]}

Los vertebrados comenzaron con una única copia del gen de la vitelogenina, y los linajes de aves-mamíferos y anfibios experimentaron cada uno duplicaciones que dieron lugar a los genes modernos. Con la excepción de los monotremas , los mamíferos tienen todos sus genes de vitelogenina convertidos en pseudogenes, aunque la región sinténica a las VIT1-VIT2-VIT3 de las aves todavía se puede encontrar y alinear. ^[18] En los monotremas, solo uno de los genes permaneció funcional. ^[19]

• Glicoproteína
• Lipoproteína

• Wheeler, Diana E.; Kawooya, John K. (1990). "Purificación y caracterización de la vitelogenina de la abeja melífera". Archivos de bioquímica y fisiología de insectos . 14 (4): 253–267. doi :10.1002/arch.940140405. PMID  2134180.
• "Expresión del gen de la vitelogenina en peces machos de cabeza gorda como indicador de exposición a sustancias químicas disruptoras endocrinas (EDC) en un entorno acuático". EPA.gov. 2006.
• Amdam, GV; Norberg, K.; Omholt, SW; Kryger, P.; Lourenço, AP; Bitondi, MMG; Simões, ZLP (noviembre de 2005). "Las concentraciones más altas de vitelogenina en las abejas obreras pueden ser una adaptación a la vida en climas templados". Insectes Sociaux . 52 (4): 316–319. doi :10.1007/s00040-005-0812-2. S2CID  25197924.
• Seehuus, S.-C.; Norberg, K.; Gimsa, U.; Krekling, T.; Amdam, GV (17 de enero de 2006). "La proteína reproductiva protege a las abejas obreras funcionalmente estériles del estrés oxidativo". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 103 (4): 962–7. doi : 10.1073/pnas.0502681103 . PMC  1347965 . PMID  16418279.
• Nelson, C. Mindy; Ihle, Kate E; Fondrk, M. Kim; Page, Robert E; Amdam, Gro V; Chittka, Lars (6 de marzo de 2007). "El gen vitelogenina tiene múltiples efectos de coordinación en la organización social". PLOS Biology . 5 (3): e62. doi : 10.1371/journal.pbio.0050062 . PMC  1808115 . PMID  17341131.
• Corona, M.; Velarde, RA; Remolina, S.; Moran-Lauter, A.; Wang, Y.; Hughes, KA; Robinson, GE (16 de abril de 2007). "Vitelogenina, hormona juvenil, señalización de insulina y longevidad de la abeja reina". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 104 (17): 7128–33. Bibcode :2007PNAS..104.7128C. doi : 10.1073/pnas.0701909104 . PMC  1852330 . PMID  17438290.

• Science Daily: La vitelogenina es un «tren de carga» para la salud y la longevidad