Replicasas

Actividades del tema de replicación
Javier Amado Bouza

8.- Intercambio de Replicasas de Alta a baja fidelidad.

a.- Sistemas proteicos implicados y sus funciones.

Familia Y de DNA polimerasas – Actúan en la síntesis de DNA translesión.
Familia B de DNA polimerasas – Colaboran con las polimerasas de la familia Y.
PCNA – En eucariotas, es un homotrímero que estimula la procesividad delas DNA polimerasas. Modula la actividad de las polimerasas de la familia Y.
Complejo 9-1-1 – Complejo estructuralmente análogo a PCNA, se cree que puede actuar en lugar de PCNA.
RFC – Factor de replicación C. Su estructura es pentamérica, y su actividad es la de cargar la abrazadera de replicación.

RAD 17 – Interviene en la asociación de la Polimerasa κ con la cromatina tras el daño en elDNA. Puede sustituir físicamente a RFC.

SUMO - Regula la actividad de PCNA mediante la unión a residuos de Lys específicos.

Peptidasas SUMO-específicas – Son Ulp 1 y Ulp 2, que retiran a SUMO cuando está conjugado con otras proteínas.

b.- Hipótesis de funcionamiento.
Se sabe que tanto PCNA como el complejo 9- 1- 1 están implicados en la replicación de DNA propensa a error en el DNAdañado. Pero a pesar de las investigaciones realizadas, todavía no se ha llegado a dilucidar el funcionamiento exacto del sistema. Se sabe que las polimerasas de la familia Y se encuentran asociadas a PCNA durante la replicación normal. Cuando una replicasa eucariota encuentra una lesión que bloquea la replicación, PCNA es ubiquitinado por Rad 6 y Rad 18, y SUMO es retirado si se encuentra unido aPCNA. A partir de este punto existen dos hipótesis:
* Puede ser que la ubiquitinación de del residuo de Lys k164 desencadene un cambio en PCNA que permita a una TLS polimerasa acceder al final del primer más fácilmente.
* La otra hipótesis es que la ubiquitinación es una señal para la Pol δ y PCNA de que se aparten del final del primer, facilitando así la carga del complejo 9- 1- 1 y suspolimerasas asociadas para realizar un bypass en la lesión.
Recientes estudios sugieren que varias polimerasas de baja fidelidad se asocian con el complejo normal de replicación, aunque estudios estructurales sugieren que para las abrazaderas eucariotas sólo tres polimerasas distintas pueden estar unidas a la abrazadera al mismo tiempo. Todas estas incógnitas esperan a futuras investigaciones paraser resueltas.

c.- Sistemas de regulación (Modificación postraduccional del clamp (PCNA – complejo 9- 1- 1)).
Se han hallado evidencias de que un paso clave en el cambio de una replicasa a una polimerasa de translesión de baja fidelidad requiere no sólo de interacciones proteína – proteína entre la polimerasa y la abrazadera, sino también de modificaciones postraduccionales de la propiaabrazadera.
* PCNA – Lys específicas son las que sufren las modificaciones. Pueden estar Sumoiladas (actividad normal), o mono – poliubiquitinadas (cuando se PCNA se encuentra con una lesión en el DNA).
* El complejo 9- 1- 1 – Se regula por fosforilación. En levaduras y mamíferos todas sus subunidades se fosforilan en respuesta al daño en el DNA.

d.- Metodología empleada para explicar cadaproceso
En este review se comentan diferentes metodologías que utilizaron los investigadores como acercamiento experimental para conocer las características de estos procesos.Estudios bioquímicos in vitro, midiendo la procesividad de la pol IV y la pol V); e in vivo, con células mutantes umuC y dinB observaron que presentan bajos niveles de mutagénesis inducida por daño. Estudios cristalográficoshan ayudado a entender mejor cómo las polimerasas de la familia Y pueden replicar cadenas de DNA dañado. Utilizando “knockouts” genéticos de organismos modelo, y técnicas de RNA antisentido para encontrar las funciones biológicas de las polimerasas TLS eucarióticas. También utilizaron mutantes de las polimerasas κ y η, y células con xeroderma pigmentosa.
9.- Tabla con todas las proteínas y/o...