Presentacin de PowerPoint

The structural maintenace of chromosomes (SMC) family of proteins in mammalsAlexander R. Ball & Kyolo Yokomori

Diana ChomikGabriela Martin

Citogentica 2014Dinmica de los cromosomas y funciones del genomaCromosomas eucariticos se someten a cambios estructurales durante el ciclo celular para mediar diferentes funciones:Segregacin cromosmica en mitosisTranscripcin del ARNReplicacin del ADNReparacin del ADN durante interface.Desregulacin de la organizacin estructural tiene efectos significantes sobre la funcin celular normalDescubrimiento de la Familia de Protenas (SMC) como parte de la maquinaria molecular que media la organizacin estructural.S. cerevisiaeSmc1pPrimera protena de la familia SMC descripta.Necesaria para la progresin adecuada en la mitosis.XenopusXCAP-CXCAP-EEn in vitro, se demostr que estn directamente involucradas en la condensacin del cromosoma mittico.C. elegansDPY-27Necesaria para compensacin de la dosis del Cromosoma X, mediada por la represin transcripcinal.Plantean la posibilidad que los cambios estructurales necesarios para la mitosis con similares para la represin de la transcripcin ya que ambos utilizan protenas de la familia SMCEstructura de la Familia de Protenas SMCS. cerevisiaeXenopusHumanosSmc1pSmc2pSmc3pSmc4pXSMC1XCAP-EXSMC3XCAP-ChSMC1hCAP-EhSMC3hCAp-CEucariotasCuatro protenas SMC se conservanProcariotasSolo un gen SMC es conservado

Estructura general de las Protenas SMC y funciones sugeridas como pares heterodmeras en las clulas eucariotas.La regin de la cabeza y de la cola conservadas, contienen un sitio de unin a NTP- y un cuadro de DA, respectivamente.

Porcin central compuesta por dos dominios de doble enrollamiento separados por una bisagra flexibleEstudios en procariotas revelo que la regin de la bisagra es extremadamente flexible en la apertura y cierre de los brazos en espiral entre la cabeza y cola conservados.Modelo actual de como dos heterodmeros SMC eucariotas interaccin en el complejo multiproteico, ya sea en la condensacin de cromosomas o en la cohesin de cromtides hermanas.SMC + no-SMCComplejos Multiproteico: Condensinas y Cohesinas Condensinas en S. cerevisiae y metazoosComposicin de complejos.Xenopus

Complejo con cinco subunidades.SMC: XCAP-C, XCAP-E y no-SMC: XCAP-D2, XCAP-G y XCAP-H.Clulas Humanas

XCAP-C, XCAP-E forma un complejo similar. XCAP-D2 fue identificado como Eg7/CNAP1.XCAP-H es homologo de Drosophila Barren.C.elegansMIX-1 es homologa a XCAP-E y formando un heterodmero con DPY-27 que es un homologo de XCAP-C. Se presume que MIX-1 forma un heterodmero con otro homologo XCAP-C identificado como ORF. Tambin se encontr protenas no-SMC: DPY-26 que es homologa a Barren y XCAP-H

Mecanismos de condensacin del cromosoma mitticoCondensinaPermiten mediante la interaccin fsica, la condensacin de los cromosomas en mitosis.

Dnde comienza la condensacin mittica en los cromosomas? Condensina reside en el ncleo interno de los cromosomas mitticosTincin con inmunofluorecenciaPudindose ubicar en regiones de unin a SAREstudios en clulas humanas, condensina se localizara en los puntos de fosforilizacin de la histona H3 en zonas localmente condensadas de ADNFinal fase G2Mecanismos de condensacin del cromosoma mitticoComo es regulada la funcin de condensacin mittica?Regulacin:Localizacin subcelular.Fosforilizacin del complejo de condensina.Las condensinas son secuestradas en el citoplasma durante la interfase y relocalizadas a los cromosomas condensados durante la mitosisPoblacin nuclear de Condensinas asociadas a los cromosomas en interfase y parecen estar implicadas en el reinicio de la condensacin del cromosoma mittico.Cmo condensina recibe seales del ciclo de clulas especificas para participar en la condensacin?Cmo la condensina citoplasmtica se traslada a los cromosomas?Cul es la relacin entre las condensinas nucleares y citoplasmticas en el reinicio de la condensacin de los cromosomas?Cohesinas en S. cerevisiae y metazoosComposicin de complejos.Por lo tanto, similar a la Condensina, el complejo de Cohesina es tambin ms probablemente conservado en eucariotasS. cerevisiaeComplejo con cuatro protenas, Smc1p, Smc3p, Scc1p y Scc3p .S. pombe Scc1p fue originalmente caracterizado como Rad2.XenopusXSMC1 y XSMC3 forma un complejo con XRAD21 y XSA1 o XSA2, cualquiera de los cuales son homlogos de Scc3p.Clulas HumanashSMC1/hSMC3 forma un complejo similar con hRAD21.

Mecanismos de cohesin de cromtides hermanas.Cohesina Estudio en levaduraDestruccin de CohesinaEstablecimiento de cohesin de cromtides hermanasFase S luego de la replicacin del DNAClases de DNA polimerasa pol Cohesin de cromtides hermanas, sugiriendo establecimiento de la replicacin acoplada de la cohesin de cromtides hermanasInicio de segregacin cromosmica en S. cerevisiaeAumento concentracin de Cohesina interfiere con la eficiente condensacin cromosmicaEstudios de entrecruzamiento de cromatina e inmunoprecipitacin en S. cerevisiaeMecanismos de cohesin de cromtides hermanas.Cohesina preferencialmente asocia con regiones centromricas

Cohesinas especficas de meiosis.Protenas Smc1p y Smc3p

Cohesin de cromtides hermanas y recombinacin durante meiosisRec8p (un segundo homlogo de RAD21)Especficamente expresado durante la meiosis, SA3 murino (o STAG3)Asociado con el complejo sinaptonmico durante la meiosisRol de la familia de protenas SMC en la reparacin de la rotura de la doble cadena de DNA.Conclusiones y futuras direccionesEl estudio de protenas SMC est an en estadios tempranos.Muchos de los trabajos significativos fueron hechos en levaduras, nematodos, y Xenopus.Esclarecimiento de las actividades de los componentes no SMC como los mecanismos de regulacin especfica del ciclo celular de los complejos.Identificar otras protenas /factores que interaccionen con Condensina y Cohesina.Existen diferencias estructurales en protenas SMC, y en secuencias primarias de aminocidos de factores no SMC, sugiriendo que protenas SMC son reguladas diferencialmente en eucariotas superioresEn procariotas las protenas SMC existen slo como homodmeros antiparalelos sin componente no SMC. En contraparte, protenas no SMC son esenciales en eucariotasConclusiones y futuras direccionesEs posible que la interaccin de otros factores celulares con Condensina y Cohesina puedan determinar los roles en especificas funciones genmicas.Investigaciones fueron focalizadas en entender las funciones mitticas de la Condensina y Cohesina. Las protenas SMC envueltas en la reparacin del DNA est comenzando a recibir atencinConclusiones y futuras direcciones