Les proteïnes específiques dels nuclis en els espermatozoides dels mol.luscs

El present treball revisa els estudis efectuats sobre les proteïnes bàsiques específiques en els nuclis espermàtics dels mol·luscs. En la primera part (Característiques de les SBP) fem un repàs de la informació disponible, mentre que en la segona part (Aspectes evolutius de les molècules i de la seva funció) intentem expressar una visió integrada de tals proteïnes i de llurs possibles relacions evolutives

Interaction of nucleoplasmin with core histones

Nucleoplasmin is one of the most abundant proteins in Xenopus laevis oocytes, and it has been involved in the chromatin remodeling that takes place immediately after fertilization. This molecule has been shown to be responsible for the removal of the sperm-specific proteins and deposition of somatic histones onto the male pronuclear chromatin. To better understand the latter process, we have used sedimentation velocity, sedimentation equilibrium, and sucrose gradient fractionation analysis to show that the pentameric form of nucleoplasmin binds to a histone octamer equivalent consisting of equal amounts of the four core histones, H2A, H2B, H3, and H4, without any noticeable preference for any of these proteins. Removal of the histone N-terminal 'tail' domains or the major C-terminal polyglutamic tracts of nucleoplasmin did not alter these binding properties. These results indicate that interactions other than those electrostatic in nature (likely hydrophobic) also play a critical role in the formation of the complex between the negatively charged nucleoplasmin and positively charged histones. Although the association of histones with nucleoplasmin may involve some ionic interactions, the interaction process is not electrostatically driven

Transició de proteïnes nuclears i condensació de la cromatina espermiogènica : proposta d'un model ancestral de l'espermiogènesi nuclear

Revisem la correlació entre tres processos que es donen en l'espermiogènesi: a) el recanvi de proteïnes nuclears, b) el patró de condensació de la cromatina i c) l'acetilació de les histones. L'estudi s'aplica a quatre espècies que presenten transicions de proteïnes nuclears de complexitat creixent: Sparus aurata, que reté les histones en els nuclis espermàtics madurs, Dicentrarchus labrax i Monodonta turbinata, en les quals les histones són substituïdes per una proteïna molt més bàsica, i Sepia officinalis, en la qual les histones són desplaçades per una proteïna precursora que es transforma en protamina en les últimes fases de l'espermiogènesi. Els resultats indiquen que en la primera fase de l'espermiogènesi de les quatre espècies, es dóna un procés idèntic, en el qual: a) la cromatina perd l'organització de tipus somàtic i queda estructurada en grànuls de 20 nm de diàmetre i b) les histones experimenten una acetilació moderada. A partir de l'estructura granular de 20 nm, cada tipus d'espermiogènesi segueix camins diferents. En les espermàtides de S. aurata les histones es desacetilen i la cromatina es condensa definitivament. En canvi, en les altres espermiogènesis es produeixen transicions estructurals més complexes que són analitzades en el text.We study the correlation between: i) nuclear protein exchange in spermiogenic nuclei, ii) the chromatin condensation pattern, and iii) the acetylation of histones. The study is applied to four species which demonstrate an increasing complexity in nuclear protein transitions. In Sparus aurata histones remain in sperm nuclei. In Dicentrarchus labrax and Monodonta turbinata the histones are substituted by a much more basic molecules. In spermiogenesis of Sepia officinalis histones are replaced by a precursor protamine, which is transformed into the protamine in the last phases of spermiogenesis. The results indicate that in the first phase of spermiogenesis of all four species an identical process is involved, in which: i) the chromatin looses typical somatic structure and ends up organized into granules measuring 20 nm in diameter, and ii) the histones undergo a moderate acetylation

L'Espermatogènesi en els crancs (Crustacea, Brachyura) : un model atípic de condensació del nucli espermàtic

Els espermatozoides dels crustacis decàpodes es caracteritzen per tenir un nucli amb cromatina poc condensada, un acrosoma complex i un citoplasma reduït sense flagel. Es disposa d'una àmplia informació sobre la ultraestructura i variabilitat morfològica dels espermatozoides dels crustacis decàpodes, i particularment dels braquiürs, ja que la seva especificitat ha permès utilitzar-los com a caràcter filogenètic, però el procés d'espermatogènesi i la naturalesa de les proteïnes associades a la cromatina dels espermatozoides són qüestions encara no resoltes. En aquest treball hem tractat aquestes dues qüestions utilitzant com a model dues espècies de braquiürs: la cabra de mar, Maja brachydactyla, i el bou de mar, Cancer pagurus. D'aquesta manera, hem realitzat una breu descripció de la morfologia de l'aparell reproductor masculí de M. brachydactyla, hem localitzat el lloc on es desenvolupa l'espermatogènesi i hem descrit la formació dels espermatòfors que són transferits a la femella. A continuació, hem comparat el procés d'espermatogènesi de M. brachydactyla, amb els estudis fets en altres espècies, considerant de manera preferent la formació de l'acrosoma. Finalment, hem descrit diferents aspectes del nucli dels espermatozoides dels braquiürs, fent un estudi específic de les proteïnes associades al nucli de l'espermatozoide de C. pagurus.Decapods crustacean spermatozoa are characterized by a nucleus containing a low condensed chromatin, a complex acrosome and reduced cytoplasm lacking of flagellum. Large information on ultrastructure and morphological variability of the spermatozoa is available in crustacean particularly, in Brachyuran, since their specificity has been used as a phylogenetic character. However, the spermatogenesis and the nature of the proteins associated to chromatin in the nucleus of the spermatozoa are still unclear. In the present study, we have dealt both topics using two brachyuran species as model: the spider crab, Maja brachydactyla and the edible crab, Cancer pagurus. Thus, we have briefly described the morphology of the male reproductive system of M. brachydactyla in order to locate the spermatogenesis process and to describe the formation of the spermatophore transferred to the female. Finally, we have also described and compared with previous studies, the spermatogenesis process of M. brachydactyla with special attention to the acrosomal vesicle. We have finished our study describing the different characters presented in the nucleus of the spermatozoa, with special reference to the proteins associated to chromatin in C. pagurus

Effect of high mobility group nonhistone proteins HMG-20 (ubiquitin) and HMG-17 on histone deacetylase activity assayed in vitro

We have used a method previously described by Reeves and Candido (1) to partially release histone deacetylase from cell nuclei together with putative regulators of the enzyme. Histone deacetylase released from testis cell nuclei and its putative regulators were separated by gel filtration in Sepharose 6B. A peak of low molecular weight contains a heat-stable factor that stimulate histone deacetylase in vitro. Many of the properties of the activator coincide with those of the protein HMG-20 (ubiquitin). Ubiquitin isolated from testis cell nuclei stimulated histone deacetylase in vitro. It has been suggested that HMG-17 partially inhibits histone deacetylase in Fried cell nuclei (2). In our system, HMG-17 shows no inhibitory effect on histone deacetylase activity

DNA-interacting proteins in the spermiogenesis of the mollusc Murex brandaris

Sperm chromatin of Murex brandaris (a neogastropod mollusc) undergoes a series of structural transitions during spermiogenesis. The DNA-interacting proteins responsible for these changes as well as the mature protamines present in the ripe sperm nucleus have been characterized. The results reveal that spermiogenic nuclear proteins are protamine precursors that are subjected to a substantial number of small N-terminal deletions that gradually modify their overall charge. The composition of mature protamines is remarkably simple in turn, promoting an efficient and extremely tight packaging of DNA. The pattern of spermiogenic chromatin condensation in M. brandaris clearly departs from that corresponding to vertebrate chromatin

Transició de proteïnes nuclears i condensació de la cromatina espermiogènica : proposta d'un model ancestral de l'espermiogènesi nuclear

Revisem la correlació entre tres processos que es donen en l'espermiogènesi: a) el recanvi de proteïnes nuclears, b) el patró de condensació de la cromatina i c) l'acetilació de les histones. L'estudi s'aplica a quatre espècies que presenten transicions de proteïnes nuclears de complexitat creixent: Sparus aurata, que reté les histones en els nuclis espermàtics madurs, Dicentrarchus labrax i Monodonta turbinata, en les quals les histones són substituïdes per una proteïna molt més bàsica, i Sepia officinalis, en la qual les histones són desplaçades per una proteïna precursora que es transforma en protamina en les últimes fases de l'espermiogènesi. Els resultats indiquen que en la primera fase de l'espermiogènesi de les quatre espècies, es dóna un procés idèntic, en el qual: a) la cromatina perd l'organització de tipus somàtic i queda estructurada en grànuls de 20 nm de diàmetre i b) les histones experimenten una acetilació moderada. A partir de l'estructura granular de 20 nm, cada tipus d'espermiogènesi segueix camins diferents. En les espermàtides de S. aurata les histones es desacetilen i la cromatina es condensa definitivament. En canvi, en les altres espermiogènesis es produeixen transicions estructurals més complexes que són analitzades en el text.We study the correlation between: i) nuclear protein exchange in spermiogenic nuclei, ii) the chromatin condensation pattern, and iii) the acetylation of histones. The study is applied to four species which demonstrate an increasing complexity in nuclear protein transitions. In Sparus aurata histones remain in sperm nuclei. In Dicentrarchus labrax and Monodonta turbinata the histones are substituted by a much more basic molecules. In spermiogenesis of Sepia officinalis histones are replaced by a precursor protamine, which is transformed into the protamine in the last phases of spermiogenesis. The results indicate that in the first phase of spermiogenesis of all four species an identical process is involved, in which: i) the chromatin looses typical somatic structure and ends up organized into granules measuring 20 nm in diameter, and ii) the histones undergo a moderate acetylation

Les proteïnes específiques dels nuclis en els espermatozoides dels mol.luscs

El present treball revisa els estudis efectuats sobre les proteïnes bàsiques específiques en els nuclis espermàtics dels mol·luscs. En la primera part (Característiques de les SBP) fem un repàs de la informació disponible, mentre que en la segona part (Aspectes evolutius de les molècules i de la seva funció) intentem expressar una visió integrada de tals proteïnes i de llurs possibles relacions evolutives