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Articulo de referencia

Complejo de remodelación de la estructura de la cromatina (RSC)

RSC ( Remodelación de la Estructura de la Cromatina) es un complejo proteico de la familia de remodeladores de cromatina dependientes de ATP . La actividad del complejo RSC perm...

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RSC ( Remodelación de la Estructura de la Cromatina) es un complejo proteico de la familia de remodeladores de cromatina dependientes de ATP . La actividad del complejo RSC permite la remodelación de la cromatina mediante la alteración de la estructura del nucleosoma . [ 1 ]

Existen cuatro subfamilias de remodeladores de cromatina: SWI/SNF , INO80 , ISW1 y CHD. [ 2 ] El complejo RSC es un complejo proteico de 15 subunidades descubierto por primera vez en Saccharomyces cerevisiae en 1996, y es homólogo al complejo SWI/SNF que se encuentra en humanos. [ 1 ] El complejo RSC tiene actividad ATPasa en presencia de ADN. [ 1 ]

RSC contra SWI/SNF

Aunque RSC y SWI/SNF tienen estructuras y funciones similares, RSC es significativamente más común que el complejo SWI/SNF en levaduras, y RSC es necesario para la división celular mitótica . [ 1 ] La ausencia del complejo RSC es letal; sin él, las células no pueden sobrevivir. [ 1 ] RSC consta de un complejo de 15 subunidades proteicas , y al menos tres de estas subunidades se conservan entre RSC y SWI/SNF . [ 1 ] RSC y SWI/SNF están compuestos de componentes muy similares, como los componentes Sth1 en RSC y SWI2/Snf2p en SWI/SNF. Ambos componentes son ATPasas que constan de Arp7 y Arp9, proteínas similares a la actina . [ 3 ] Las subunidades de Sth1 (Rsc6p, Rsc8p y Sfh1p) son parálogas de las tres subunidades de SWI/SNF (Swp73p, Swi3p y Snf5p). Si bien existen muchas similitudes entre estos dos complejos de remodelación de la cromatina, remodelan diferentes partes de la cromatina. [ 3 ] También tienen funciones opuestas, específicamente cuando interactúan con el promotor PHO8 . RSC trabaja para garantizar la colocación del nucleosoma N-3, mientras que SWI/SNF intenta anular la colocación de N-3. [ 4 ]

Los complejos RSC y SWI/SNF funcionan como complejos de remodelación de la cromatina en humanos ( Homo sapiens ) y en la mosca de la fruta común ( Drosophila melanogaster ). El complejo SWI/SNF se descubrió inicialmente mediante un cribado genético en levadura con una mutación que causaba una deficiencia en el cambio de tipo de apareamiento (swi) y otra mutación que causaba una deficiencia en la fermentación de la sacarosa. [ 1 ] Tras el descubrimiento de este complejo de remodelación de la cromatina, se halló el complejo RSC cuando se descubrió que sus componentes, Snf2 y Swi2p, eran homólogos al complejo SWI/SNF.

La alineación de homología BLAST de genomas de referencia ha revelado que el complejo RSC de la levadura es incluso más similar al complejo SWI/SNF humano que al propio complejo SWI/SNF de la levadura. [ 1 ]

El papel de la RSC

El papel de los nucleosomas es un tema de estudio fundamental en la investigación epigenética moderna . Se sabe que los nucleosomas interfieren con la unión de los factores de transcripción al ADN, lo que les permite ejercer un control sutil sobre la probabilidad de transcripción y replicación en un locus determinado. Mediante un experimento in vitro con levadura, se descubrió que el complejo RSC es necesario para la remodelación de los nucleosomas. Existen indicios de que el complejo RSC no remodela los nucleosomas por sí solo, sino que utiliza información de enzimas para ayudar a posicionarlos.

La actividad ATPasa del complejo RSC se activa mediante ADN monocatenario, bicatenario y/o nucleosomal, mientras que algunos de los otros complejos de remodelación de la cromatina solo se estimulan mediante uno de estos tipos de ADN. [ 1 ]

El complejo RSC (específicamente Rsc8 y Rsc30) es crucial para la reparación de roturas de doble cadena mediante la unión de extremos no homólogos (NHEJ) en levaduras. [ 5 ] Este mecanismo de reparación es importante para la supervivencia celular y para el mantenimiento del genoma del organismo. Estas roturas de doble cadena suelen ser causadas por radiación y pueden ser perjudiciales para el genoma. Pueden provocar mutaciones que reposicionan un cromosoma e incluso la pérdida total del mismo. Las mutaciones asociadas a las roturas de doble cadena se han relacionado con el cáncer y otras enfermedades genéticas mortales. [ 5 ] El complejo RSC no solo repara las roturas de doble cadena mediante NHEJ , sino que también las repara mediante recombinación homóloga con la ayuda del complejo SWI/SNF. [ 6 ] El complejo SWI/SNF se recluta primero, antes de que se unan dos cromosomas homólogos, y luego se recluta el complejo RSC para ayudar a completar la reparación. [ 6 ]

Mecanismo de acción en el ADN bicatenario

Un estudio de molécula única utilizando pinzas magnéticas y ADN lineal observó que RSC genera bucles de ADN in vitro mientras genera simultáneamente superenrollamientos negativos en la plantilla. [ 7 ] Estos bucles pueden constar de cientos de pares de bases, pero su longitud depende de cuán fuertemente se enrolla el ADN, así como de la cantidad de ATP presente durante esta translocación. [ 7 ] RSC no solo podía generar bucles, sino que también era capaz de relajarlos, lo que significa que la translocación de RSC es reversible. [ 7 ]

La hidrólisis del ATP permite que el complejo transloque el ADN formando un bucle. El RSC puede liberar el bucle ya sea translocándose de nuevo al estado original a una velocidad comparable o perdiendo uno de sus dos contactos. [ 7 ]

Componentes RSC

A continuación se presenta una lista de componentes RSC que se han identificado en levaduras, sus ortólogos humanos correspondientes y sus funciones:

Véase también

  • SWI/SNF (complejo de remodelación de nucleosomas)
  • complejo Mi-2/NuRD
  • INO80B (gen)
  • Imitación del complejo de remodelación de nucleosomas (SWI)

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Cairns BR, Lorch Y, Li Y, Zhang M, Lacomis L, Erdjument-Bromage H, et  al. (diciembre de 1996). "RSC, un complejo de remodelación de cromatina esencial y abundante" . Cell . 87 (7): 1249– 60. doi : 10.1016/S0092-8674(00)81820-6 . PMID 8980231 . 
  2. ↑ Clapier CR, Iwasa J, Cairns BR, Peterson CL (julio de 2017). "Mecanismos de acción y regulación de los complejos de remodelación de la cromatina dependientes de ATP" . Nature Reviews. Biología Celular Molecular . 18 (7): 407– 422. Bibcode : 2017NRMCB..18..407C . doi : 10.1038/nrm.2017.26 . PMC 8127953. PMID 28512350 .  
  3. 1 2 Tang L, Nogales E, Ciferri C (junio de 2010). "Estructura y función de los complejos de remodelación de cromatina SWI/SNF e implicaciones mecanísticas para la transcripción" . Progress in Biophysics and Molecular Biology . 102 ( 2–3 ): 122–8 . doi : 10.1016/j.pbiomolbio.2010.05.001 . PMC 2924208. PMID 20493208 .  
  4. ↑ Smith CL, Horowitz-Scherer R, Flanagan JF, Woodcock CL, Peterson CL (febrero de 2003). "Análisis estructural del complejo de remodelación de la cromatina SWI/SNF de la levadura". Nature Structural Biology . 10 (2): 141– 5. doi : 10.1038/nsb888 . PMID 12524530 . 
  5. 1 2 Shim EY, Ma JL, Oum JH, Yanez Y, Lee SE (mayo de 2005). "El complejo remodelador de cromatina RSC de levadura facilita la reparación de roturas de doble cadena de ADN mediante unión de extremos" . Biología molecular y celular . 25 (10): 3934–44 . doi : 10.1128/mcb.25.10.3934-3944.2005 . PMC 1087737. PMID 15870268 .  
  6. 1 2 Chai B, Huang J, Cairns BR, Laurent BC (julio de 2005). "Funciones distintas de los remodeladores de cromatina dependientes de ATP RSC y Swi/Snf en la reparación de roturas de doble cadena de ADN" . Genes & Development . 19 (14): 1656– 61. doi : 10.1101/gad.1273105 . PMC 1176001. PMID 16024655 .  
  7. 1 2 3 4 Lia G, Praly E, Ferreira H, Stockdale C, Tse-Dinh YC, Dunlap D, et al. (febrero de 2006). " Observación directa de la distorsión del ADN por el complejo RSC" . Molecular Cell . 21 (3): 417– 25. doi : 10.1016/j.molcel.2005.12.013 . PMC 3443744. PMID 16455496 .   
  8. 1 2 3 Hopson S, Thompson MJ (octubre de 2017). "BAF180: sus funciones en la reparación del ADN y consecuencias en el cáncer". ACS Chemical Biology . 12 (10): 2482– 2490. doi : 10.1021/acschembio.7b00541 . PMID 28921948 . 
  9. ↑ "RSC6 | SGD" . www.yeastgenome.org . Consultado el 31 de marzo de 2020 .
  10. ↑ Tuoc TC, Boretius S, Sansom SN, Pitulescu ME, Frahm J, Livesey FJ, Stoykova A (mayo de 2013). "La regulación de la cromatina por BAF170 controla el tamaño y el grosor de la corteza cerebral" . Developmental Cell . 25 (3): 256–69 . doi : 10.1016/j.devcel.2013.04.005 . hdl : 11858/00-001M-0000-0013-F327-3 . PMID 23643363 . 
  11. ↑ DelBove J, Rosson G, Strobeck M, Chen J, Archer TK, Wang W, et al. (diciembre de 2011). " Identificación de un miembro central del complejo SWI/SNF, BAF155/SMARCC1, como un gen supresor de tumores humano" . Epigenetics . 6 (12): 1444– 53. doi : 10.4161/epi.6.12.18492 . PMC 3256333. PMID 22139574 .   
  • Remodelación dinámica de nucleosomas individuales en todo un genoma eucariota en respuesta a perturbaciones transcripcionales.