Regulación de la replicación del ADN después de un choque térmico por interacciones con la replicación de proteína A-nucleolina

Regulación de la replicación del ADN después de un choque térmico por interacciones con la replicación de proteína A-nucleolina.

El choque térmico inhibe la síntesis de ADN replicativo, pero el mecanismo subyacente sigue siendo desconocido. Se investigaron los aspectos mecanicistas de esta regulación en las células del melanoma mediante un virus de simio 40 (SV40)-basado en el ensayo de replicación del ADN in vitro. El choque térmico (44 º C) produjo una inhibición monotónica de la replicación del ADN celular después de la exposición para 5-90 min. SV40 ADN actividad de replicación en los extractos de células calentadas de manera similar también se redujo después de 5-30 minutos de exposición, pero volvió a los niveles de control después de cerca de 60 a 90 minutos de exposición.  Esta inhibición transitoria de la replicación del ADN de SV40 fue eliminado por la proteína recombinante de replicación A (rRPA), lo que sugiere un proceso de regulación dirigidos a este factor de la replicación del ADN clave. La inhibición de la replicación del ADN de SV40 se asoció con un aumento transitorio en la interacción entre la nucleolina y el EPR que alcanzó un máximo de 20-30 min. Debido a la unión a nucleolina compromete la capacidad de RPA para apoyar la replicación del ADN de SV40, se sugiere que la interacción observada refleja un mecanismo que permita la replicación del ADN se regula después de choque térmico.

La relevancia de esta interacción para la regulación de la replicación del ADN celular se indica mediante la translocación transitoria en células calentadas de la nucleolina del nucleolo en el nucleoplasma con una cinética muy similares a las de la inhibición de la replicación del ADN de SV40 y de la interacción de RPA-nucleolina. Debido a la orientación de RPA por nucleolina en células calentadas se produce en un ambiente que preserva la actividad de varios factores de replicación de ADN esenciales, procesos activos pueden contribuir a la inhibición de la replicación del ADN en un grado mayor que se piensa actualmente. Las Interacciones RPA-nucleolina siempre son representativas de un primer paso en la regulación de la replicación del ADN, como la nucleolina se relocaliza en el nucléolo 1-2 h después de la exposición al calor, pero la replicación del ADN celular se quedó inhibido para un máximo de 8 h. Proponemos que las funciones nucleolo como un sensor de calor que utiliza la nucleolina como una molécula de señalización para iniciar respuestas inhibitorias equivalentes a un puesto de control.

La replicación del ADN está en el centro del ciclo celular eucariota, y su regulación en condiciones de estrés, o después de la exposición a agentes que dañan el ADN, está bajo el control de las vías intrincadas que sólo ahora comienzan a caracterizar. Aunque los mecanismos que regulan la replicación del ADN después de daño en el ADN se estudian intensamente y una cantidad considerable de información ya está disponible (revisado en ref. 1), los mecanismos que regulan la replicación del ADN en respuesta a otros tipos de estrés, tales como el estrés por calor, son mucho menos estudiada y comprendida. Sin embargo, el estrés por calor compromete gravemente la función celular y la supervivencia, constituye un caso probable en el ciclo de vida de un organismo, y es una forma de organismos de estrés tuvo que hacer frente a durante la evolución.

Está bien documentado que la exposición de las células al calor inhibe fuertemente la replicación del ADN, y se piensa que esta inhibición se basa el aumento de la sensibilidad al calor de células en fase S, en comparación con las células en G1 o G2 (2-5). La formación de aberraciones cromosómicas en células en fase S con calefacción a menudo se considera una consecuencia de los efectos adversos sobre los pasos de la replicación del ADN (2), ya que el calor no es eficiente en la inducción de daño en el ADN directamente (6 -9). De hecho, el calor inhibe varios procesos nucleares asociados con la replicación semiconservativa del ADN incluyendo la incorporación de precursores radiomarcados en el material insoluble en ácido (10, 11), la iniciación de nuevos replicones (3, 4, 12, 13), la elongación del ADN de fibra en el tenedor de replicación (5), la síntesis y deposición de nuevos histonas en la cromatina, y la reorganización de ADN naciente en la cromatina madura (14, 15).Aunque los estudios anteriores se identifican medidas sensibles al calor de la replicación del ADN, que proporcionan una información limitada sobre el mecanismo molecular (s) involucrado. Es posible que la inhibición observada es una consecuencia pasiva de la inactivación inducida por calor de factores de replicación de ADN, así como de los daños inducidos en la cromatina por la precipitación de proteína desnaturalizada en la matriz nuclear (14-18). Alternativamente, sin embargo, algunos de los efectos inhibidores podría ser la consecuencia de un proceso, equivalente a un puesto de control, que se atasca activamente la replicación del ADN para evitar errores graves y facilitar la reparación, tanto la forma de radiación ionizante inhibe la iniciación replicón mediante la activación de la vía de la ataxia telangiectasia mutada (1, 19-21).

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