Caracterización del proceso de degradación de tejidos larvales durante la metamorfosis en la Mosca del Mediterráneo, Ceratitis Capitata (Wiedemann)

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Se han estudiado en detalle, por primera vez, los eventos moleculares más importantesresponsables de la histolisis de tejidos larvales durante la transición larva-adulto dedípteros. Se han descrípto, por primera vez en los insectos, proteinasas lisosomalesespecíficas de la histolisis y se ha correla...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Rabossi, Alejandro
Formato: Tesis Doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2000
Materias:
CERATITIS CAPITATA
INSECTO
METAMORFOSIS
HISTOLISIS LARVAL
CUERPO GRASO
CISTEIN PROTEINASA
ASPARTIL PROTEINASA
INSECT METAMORPHOSIS
LARVAL HYSTOLISIS
FAT BODY
CYSTEINE PROTEINASE
ASPARTIC PROTEINASE
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3320_Rabossi
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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description Se han estudiado en detalle, por primera vez, los eventos moleculares más importantesresponsables de la histolisis de tejidos larvales durante la transición larva-adulto dedípteros. Se han descrípto, por primera vez en los insectos, proteinasas lisosomalesespecíficas de la histolisis y se ha correlacionado su actividad con la de otras enzimasdegradativas y con las imágenes de cambios anatómicos degenerativos en músculos ycuerpo graso. Los principales resultados obtenidos son: l. Se aisló una nueva aspartil-proteínasa de 43.000 daltons, específica de lahistolisis, denominada EMAP (Early metamorphosis aspartyl proteinase), concaracterísticas bioquímicas similares al grupo de las Catepsinas tipo D y cuyasecuencia amino terminal no presentó homología con este grupo. Usando lasecuencia correspondiente al N- terminal se obtuvo un transcripto que fueclonado y secuenciado. La secuencia obtenida mostró homología del 59% concatepsina D de porcino, 51% con una proteinasa aspártica de mosquito y 60%con una proteinasa aspártica de arroz. 2. Se aislaron dos nuevas cisteín proteínasas lisosomales denominadas MCP I y MCPII (metamorphosis cystein proteinase), de 32.000 y 67.000 daltonsrespectivamente. Ambas enzimas fueron caracterizadas bioquímicamente y susextremos amino terminales secuenciados. MCP I mostró característicasbioquímicas similares y alta homología N-terminal con las Catepsinas B demamíferos (55.5%) y con una cisteín proteinasa de la mosca Sarcophaga (44%). MCP II es una endoproteinasa de nuevo tipo, cuyo N-terminal no presentóhomología con ninguna cisteín proteinasa conocida en invenebrados, ni tampocoen vertebrados. 3. El perfil de actividad de las nuevas endopeptidasas coincidió con el de fosfatasaácida, β-glucosidasa y β-galactosidasa lisosomales y correlacionó estrechamentecon un marcado descenso en el contenido de proteínas registrado durante lasetapas tempranas de la metamorfosis. El incremento en la actividad de enzimas lisosomales coincidió temporalmente (entre 20³º y 48 h desde la inmovilización definitiva de la larva) con la apariciónde los primeros signos de muerte celular en los músculos y el cuerpo graso. 4. Es la primera vez que se describe en insectos el progreso temporal de lahistolisis del cuerpo graso larval. Se determinó que la degradación de éste es unproceso gradual, que se inicia a las 20³ºh cuando las células que forman una redse separan unas de otras y finaliza alrededor de las 120 h cuando gran parte delas mismas se han fragmentado. Se determinó que los músculos esqueléticos correspondientes a los segmentosanteriores (l a 5) se fragmentan a partir de las 22 h, mientras que loscorrespondientes a la región abdominal, lo hacen recién a partir de las 72 h. 5. Se encontró una estrecha correlación entre la degradación del cuerpo grasolarval y la depleción en el contenido de las principales moléculas de reserva. Cortes histológicos de cuerpo graso teñidos por PAS demostraron la completadesaparición del glucógeno en horarios posteriores a las 20³º h. El glucógeno fueconsumido principalmente durante la etapa de salto y dispersión de la larva,mientras que el remanente (14% del contenido original, de acuerdo a dosajedirecto) se consumió durante las primeras 20³ºh después de iniciada lametamorfosis. Los lípidos se consumieron principalmente a partir del estadiopupal (40 h), confirmando las imagenes histológicas obtenidas, donde se registróla disminución en el número y tamaño de las vesículas de grasa a partir de estehorario Los resultados alcanzados han permitido obtener un panorama integral de la progresiónde eventos degradativos durante la transición larva-adulto y mostraron por primera vez,que con muy pequeñas variantes, los eventos de la metamorfosis tienen idéntica duraciónrelativa y representan etapas equivalentes del ciclo de vida en todos los insectos dípteros.
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Se han descrípto, por primera vez en los insectos, proteinasas lisosomalesespecíficas de la histolisis y se ha correlacionado su actividad con la de otras enzimasdegradativas y con las imágenes de cambios anatómicos degenerativos en músculos ycuerpo graso. Los principales resultados obtenidos son: l. Se aisló una nueva aspartil-proteínasa de 43.000 daltons, específica de lahistolisis, denominada EMAP (Early metamorphosis aspartyl proteinase), concaracterísticas bioquímicas similares al grupo de las Catepsinas tipo D y cuyasecuencia amino terminal no presentó homología con este grupo. Usando lasecuencia correspondiente al N- terminal se obtuvo un transcripto que fueclonado y secuenciado. La secuencia obtenida mostró homología del 59% concatepsina D de porcino, 51% con una proteinasa aspártica de mosquito y 60%con una proteinasa aspártica de arroz. 2. Se aislaron dos nuevas cisteín proteínasas lisosomales denominadas MCP I y MCPII (metamorphosis cystein proteinase), de 32.000 y 67.000 daltonsrespectivamente. Ambas enzimas fueron caracterizadas bioquímicamente y susextremos amino terminales secuenciados. MCP I mostró característicasbioquímicas similares y alta homología N-terminal con las Catepsinas B demamíferos (55.5%) y con una cisteín proteinasa de la mosca Sarcophaga (44%). MCP II es una endoproteinasa de nuevo tipo, cuyo N-terminal no presentóhomología con ninguna cisteín proteinasa conocida en invenebrados, ni tampocoen vertebrados. 3. El perfil de actividad de las nuevas endopeptidasas coincidió con el de fosfatasaácida, β-glucosidasa y β-galactosidasa lisosomales y correlacionó estrechamentecon un marcado descenso en el contenido de proteínas registrado durante lasetapas tempranas de la metamorfosis. El incremento en la actividad de enzimas lisosomales coincidió temporalmente (entre 20³º y 48 h desde la inmovilización definitiva de la larva) con la apariciónde los primeros signos de muerte celular en los músculos y el cuerpo graso. 4. Es la primera vez que se describe en insectos el progreso temporal de lahistolisis del cuerpo graso larval. Se determinó que la degradación de éste es unproceso gradual, que se inicia a las 20³ºh cuando las células que forman una redse separan unas de otras y finaliza alrededor de las 120 h cuando gran parte delas mismas se han fragmentado. Se determinó que los músculos esqueléticos correspondientes a los segmentosanteriores (l a 5) se fragmentan a partir de las 22 h, mientras que loscorrespondientes a la región abdominal, lo hacen recién a partir de las 72 h. 5. Se encontró una estrecha correlación entre la degradación del cuerpo grasolarval y la depleción en el contenido de las principales moléculas de reserva. Cortes histológicos de cuerpo graso teñidos por PAS demostraron la completadesaparición del glucógeno en horarios posteriores a las 20³º h. El glucógeno fueconsumido principalmente durante la etapa de salto y dispersión de la larva,mientras que el remanente (14% del contenido original, de acuerdo a dosajedirecto) se consumió durante las primeras 20³ºh después de iniciada lametamorfosis. Los lípidos se consumieron principalmente a partir del estadiopupal (40 h), confirmando las imagenes histológicas obtenidas, donde se registróla disminución en el número y tamaño de las vesículas de grasa a partir de estehorario Los resultados alcanzados han permitido obtener un panorama integral de la progresiónde eventos degradativos durante la transición larva-adulto y mostraron por primera vez,que con muy pequeñas variantes, los eventos de la metamorfosis tienen idéntica duraciónrelativa y representan etapas equivalentes del ciclo de vida en todos los insectos dípteros. We have studied in detail for the first time the most important molecular events involvedin larval tissue degradation during dipteran larva to pupa transition. We have describedfor the first time in insect, specific lysosomal proteinases of the hystolitic process. Wehave also correlated these activities with other degradative enzymes and with theanatomic changes in muscles and fat body registered during metamorphosis. The most important results obtained are: l. We isolated a novel aspartic proteinase with a relative molecular weight of 43,000, called Early Metamorphosis Aspartic Proteinase, that is specific ofhystolisis. EMAP presented similar biochemical characteristics to the Cathepsin Dgroup, but the amino terminal sequence did not present homology with this group. Using the sequence corresponding to the N-terminal, we obtained a transcriptwhich was cloned and sequenced. The sequence obtained showed a 59%homology to pork Cathepsin D, 51% to a mosquito aspartic proteinase and 60% toa rice aspartic proteinase. 2. We isolated two novel lysosomal cysteine proteinases denominated MCP I and MCP II (Metamorphosis Cysteine Proteinases), with 32,000 and 67,000 daltonsrespectively. The biochemical characterization of the enzymes and the aminoterminal sequences were obtained. MCP I showed similar biochemicalcharacteristics and high homology in the N-terminal sequence with mammalian Cathepsin B group (55.5%) and with the fly Sarcophaga cystein proteinase (44%). MCP II is a novel endopeptidase with an N-terminal sequence which neitherpresented homology with any cysteine proteinase of invertebrate nor withvertebrate. 3. The novel endopeptidase activity profile during metamorphosis was coincidentand correlated well with the acid phosphatase, β-glucosidase and β-galactosidaseactivities profiles. Endopeptidase profile activity also correlated with the decreasein the amount of proteins registered during pre-pupal and pupal stages. The increment in lysosomal enzymes activities observed (from 20³º h to 48 h),were coincident with the appearance of the first symptoms of cell death inmuscles and fat body. 4. As far as we know, this is the first time that larval fat body histolytic process wasdescribed in insect. It was determined that this is a gradual process, that begins at 20³º h when larval fat body cells dissociate from the typical mesh structure andends 120 h after when most of the cells are fragmented. Larval muscles from 1ˢͭ to 5ͭʱ segment were fragmented 22 h from the beginningof metamorphosis. Muscles from the abdominal region fragmented since 72 h. 5. Temporal larval fat body degradation agreed well with the depletion of storagemolecules. PAS histologic stain demonstrated the complete disappearance ofglycogen in samples later than 20³º h. While the glycogen content decreasedduring larva III jumping and dispersal stage, the remaining 14 % remanentglycogen disappeared during the first 20³º h since the beginning ofmetamorphosis. Lipids were degradated since the beginning of the pupal stage (40 h), confirmingthe histologic images obtained, where a decrease in the number and size of lipidsvesicles were registered since 40 h. The results reached in this Thesis have allowed us to obtain a complete view of thedegradation events during larva-adult transition and showed for the first time, that withvery little variations, the metamorphosis events have an identical relative duration andrepresent equivalent stages of the life cycle in all the dipteran insects. Fil: Rabossi, Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. 2000 Tesis Doctoral PDF Español info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3320_Rabossi

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