1. Universidad Del Rosario
Facultad De Medicina
Juliana Andrea Caicedo
5/1/2009
CARDIOPATÍAS Y SU ASOCIACIÓN CON MUTACIONES EN GATA4
RESUMEN
La región 3´- UTR mRNA contiene elementos reguladores que son esenciales para la apropiada
expresión de varios genes. Estos elementos reguladores están involucrados en el transporte nuclear
tanto en el estado de poliadenilación como blancos subcelulares, así como los índices de traducción
y degradación de mRNA. Es más, las mutaciones de la región 3´- UTR han sido asociadas con diversas
enfermedades, pero esta región no es revisada frecuentemente. Para obtener idea acerca de las
cardiopatías congénitas (CHD), se tiene que analizar los factores genéticos de trascripción cardio –
específicos, incluyendo GATA 4, el cual codifica para los factores de trascripción de dedos de zinc.
Las mutaciones germinales en la región codificante de GATA 4 han sido asociados con los defectos
en el septo del corazón humano, pero dichas mutaciones son raras. Anteriormente se han
identificado 19 derivaciones somáticas de las mutaciones de los dedos de zinc en tejidos enfermos
en corazones con malformaciones. Se continúo con la búsqueda en los 609 pb de la región 3´-UTR de
GATA 4 para explorar más vías moleculares que acarreen a las cardiopatías congénitas. Por
secuenciación directa, se analizó la región 3´-UTR de GATA 4 en DNA insolado de 68 corazones con
complejas malformaciones cardiacas que abarquen en defectos ventriculares, atriales y
atrioventriculares septales. También se analizó muestras de sangre de 12 pacientes con CHD y 100
individuos sanos no vinculados con la enfermedad.
INTRODUCCIÓN
Durante la última década, se ha acumulado evidencia de diferentes factores de transcripción
nucleares que participan en la regulación del desarrollo cardiaco y el crecimiento como también en
la hipertrofia y las fallas cardiacas. GATA 4,5 y 6 son factores de transcripción formados por dedos de
zinc que son expresados durante el desarrollo del corazón. Estos genes se continúan expresando en
los miocitos cardiacos adultos. GATA 4 y 6 regulan expresiones en genes cardiacos específicos
durante el desarrollo embrionario. GATA 4 es esencial para una adecuada morfogénesis cardiaca. El
soporte de esto, la mutación del gen GATA 4 o de sus cofactores ha sido asociada con cardiopatías
congénitas humanas. La activación de GATA 4 está sujeta a regulaciones tanto a nivel de expresión
como de modificaciones post- traduccionales de la proteína GATA 4. Un número de genes inducidos
durante la hipertrofia cardiaca tienen sitios funcionales de GATA en su región promotora, en la sobre
expresión de genes cardiacos específicos de GATA 4 o 6 inducen a una hipertrofia cardiaca. Además,
un grupo de interacciones entre GATA 4 y sus numerosos cofactores han sido identificados,
mostrando así una gran complejidad en los mecanismos de regulación relacionados a GATA 4.

2. Términos clave: factores de transcripción; región promotora; mutación, hipertrofia; morfogénesis;
sitio funcional; cofactor; dedos de zinc.
MARCO TEORICO
Los problemas cardiacos son un grupo de trastornos que ocurren cuando el corazón y los vasos
sanguíneos no están funcionando como deberían hacerlo lo cual puede ser en su gran mayoría
causado por componentes genéticos y ambientales. Varios estudios han demostrado, que en las
personas que sufren de una cardiopatía, existe una notable mutación genética en un gen específico,
lo cual lleva a una falla en el corazón. Se ha encontrado que las mutaciones en el gene regulador
GATA-4 del desarrollo, situado en el cromosoma humano 8p23.1-p22, puede ser responsable de
algunos casos de los defectos congénitos del corazón. (1)
Para determinar si el gen GATA-4 está implicado en las cardiopatías, se realizan estudios haciendo un
análisis de la asociación de una variante común GATA-4 que da lugar a una mutación en un
aminoácido luego del dedo de Zinc C- terminal, lo cual rompe la interacción con TBX5, que está
presente en varias complicaciones cardiacas.(2)
La familia de los factores de transcripción GATA consta de 6 proteínas (GATA 1-6), los factores GATA
1,2 y 3 son importantes reguladores de células hematopoyéticas y sus derivados (3)
Por otro lado los genes GATA 4,5 y 6 se expresan en varios tejidos del endodermo y el mesodermo
(4). Una característica muy importante de los factores GATA es un dominio de 2 dedos de zinc
adyacentes que dirigen la unión preferencial a la secuencia de nucleotidos (5´-(A/T)GATA(A/G)-3´)
del gen promotor (5). GATA 4 regula el desarrollo y la expresión de determinados tejidos. También,
durante el desarrollo embrionario y fetal podemos encontrar GATA 4 mRNA en el corazón, gónadas,
hígado, endodermo viceral y endodermo parietal (6). Cabe mencionar que GATA 4 es uno de los
primeros factores de transcripción que se expresan en las células cardiacas. Específicamente, GATA 4
mRNA puede ser detectado en etapas muy tempranas del desarrollo en el mesodermo precardiaco,
y tanto el gen como la proteína se encuentran durante la formación del corazón en el endocardio,
miocardio y mesodermo precardiaco(3,6). Grandes cantidades de GATA 4 mRNA continua siendo
expresado en miocitos cardiacos a lo largo de la vida del mamífero debido a razones no
especificadas. (7).
GATA-4 regula la expresión de un numero de genes de estructura cardiaca como son los a-myosina
de cadena pesada, troponina-c cardiaca, factor auricular natriuretico y péptido natriuretico del

3. cerebro, intercambiador cardiaco troponina-1 sodio/calcio, regulador cardiaco de la proteína
repetidora ankyrina, receptor adenosin A1, receptor muscarinic m2, y la miosina de cadena liviana
1/3 (8-9).
En los humanos han sido identificadas 4 mutaciones en el gen GATA 4 en familias con defectos
cardiacos congénitos (CHD). Una mutación en cualquier aminoácido luego del dedo de Zinc C-
terminal rompe la interacción con TBX5, la cual esta presente en el síndrome de Holt-Oram, sin
embargo, esto no significa que todas las personas con CHD tengan alguna alteración en GATA 4(10).
La región 3´UTR de GATA 4 es relativamente larga y contiene elementos esenciales para la
regulación y transcripción de mRNA. De hecho, hay evidencias de que esta región 3´UTR esta
implicada en el control de transporte nuclear y señalización celular, y un daño en esta región puede
llevar a la enfermedad (11). Un factor muy importante en la alteración de 3´UTR reconocido en los
tejidos de corazones enfermos es la alteración de la estructura secundaria del RNA(12). El resultado
de un RNA defectuoso transcrito de GATA 4 sintetizara seguramente una proteína aberrante, la cual
inducirá la enfermedad (CHD). GATA 4 se localiza en el cromosoma 8p23.1-p22, y consiste en 7
exones que codifican para una proteína de 442 amino ácidos. De estos exones, los números 3, 4, 6 y
7 se presentan con anomalías cardiacas o CHD.(1) Se han identificado hasta el momento 23
mutaciones en los exones 3 y 4 que afectan la conformación los dedos de zinc, en cuanto a las
mutaciones en los exones 6 y 7, se ha descubierto que afectan directamente a los aminoácidos 361,
377, 430, 432 y 442 en la región c- terminal de GATA4.(13-14)
Dentro de las diferentes alteraciones que se encuentran en las anomalías en la cardiogenesis
embrionaria del gen GATA 4, encontramos el defecto atrial del septo (15-16). Esta cardiopatía es una
de las más comunes entre todas presentándose entre 1 de cada 1000 nacimientos (17). Los
pacientes que padecen esta enfermedad tienen un promedio de vida de 45 años. Las causa genéticas
relacionadas con esta anomalía, se debe a una interacción entre el gen TBX5 y GATA 4, este ultimo al
estar mutado afecta la actividad cooperativa de estos 2 factores, los cuales por medio de un
complejo transcripcional podrían inducir a la malformación del septo atrial. (18-19)
Materiales y métodos
Se analizaron 68 pacientes caucásicos que presentaban complejas malformaciones cardiacas, 29 con
defectos ventriculares (VSD), 16 con defectos atriales (ASD), Y 23 con defectos atriventriculares
(AVSD). Análisis de corazones que habían sido implantados, los cuales fueron recolectados durante
los años 1954-1982 del instituto de anatomía, de la Universidad de Leipzig, Alemania. También se
analizaron muestras de sangre de 12 pacientes caucásicos con CHD, que presentaban VSD, ASD,

4. síndrome hipoplástico de corazón (HLHS), transposición de la gran arteria (TGA), entre otras, y
muestras de sangre de 100 individuos caucásicos saludable. A los pacientes que se les había operado
el corazón, los cuales presentaban CHD, se les tomo muestras del tejido dañado del septo, el cual fue
analizado. Del mismo modo se hiso con el tejido sano para investigar alteraciones en la secuencia.
Las mutaciones de la región GATA4 empiezan con un nucleótido A del primer codón ATG, mientras
que la región UTR fue sugerida a NM 002052(referencia de la secuencia de Gata4). El cambio de
nucleótidos de la región UTR e intronica fueron numerados de acuerdo a la nomenclatura sugerida.
La variación secuencial fue verificada por PCR, RFLP, o clonando genotipos de heterocigotos,
siguiendo la secuencia de clonación, permitiendo la identificación de las variantes de los alelos.
Resultados y discusión
Basándose en los artículos expuestos en el trabajo, hemos podido obtener como resultado final que
en los corazones con malformaciones genéticas existe una mutación en el gen GATA 4 ya que este es
esencial para lograr la apropiada morfogénesis del corazón en el desarrollo embrionario. Se han
encontrado nueve alteraciones en secuencias que se presentan con frecuencia en las personas con
problemas cardiacos, siete de estas mutaciones son causa de fallas en el plegamiento de ARN y
posteriormente se logró encontrar que otras cinco son mutaciones no sinónimas en los exones 6 y 7
de GATA 4.
Una de las enfermedades frecuentes causada por la sobreexpresión cardiaca especifica de GATA 4 es
la hipertrofia cardiaca y esta ha sido demostrada por medio de modelos que evidencian la función
reguladora que cumple GATA 4 en el corazón y como esta afecta el desarrollo hipertrofio cardiaco
gracias a las interacciones que hace con sus cofactores durante el desarrollo embrionario.
CONCLUSIÓN
Después de haber consultado distintos autores, hemos discutido sobre la importancia biológica que
subyace en la trascripción del gen GATA 4, y su papel fundamental en la cardiogenesis. Hemos
encontrado a lo largo de esta investigación que el gen GATA -4 pertenece a una familia de factores
de trascripción denominados GATA, que contienen dominio de dedos de zinc lo cual les permite
establecer uniones con elementos secuenciales de los genes promotores, y su regulación depende
de sus niveles de expresión de este gen y de las modificaciones post- traduccionales a la proteína
que codifica el mismo. Encontramos también en esta investigación, que las mutaciones que ocurren
en este gen pueden acarrear cardiopatías congénitas. Estas mutaciones se pueden dar en la región
UTR del gen, alterando la morfología del corazón.

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