stringtranslate.com

Proteínas del grupo Polycomb

Las proteínas del grupo Polycomb ( proteínas PcG ) son una familia de complejos proteicos descubiertos por primera vez en moscas de la fruta que pueden remodelar la cromatina de modo que se produzca el silenciamiento epigenético de los genes . Las proteínas del grupo Polycomb son bien conocidas por silenciar los genes Hox mediante la modulación de la estructura de la cromatina durante el desarrollo embrionario en moscas de la fruta ( Drosophila melanogaster ). Su nombre deriva del hecho de que el primer signo de una disminución en la función PcG es a menudo una transformación homeótica de las patas posteriores hacia las patas anteriores, que tienen un característico conjunto de cerdas en forma de peine. [1]

En insectos

En Drosophila , las proteínas del grupo Trithorax (trxG) y del grupo Polycomb (PcG) actúan de manera antagónica e interactúan con elementos cromosómicos, denominados módulos de memoria celular (CMM). Las proteínas del grupo Trithorax (trxG) mantienen el estado activo de expresión génica, mientras que las proteínas del grupo Polycomb (PcG) contrarrestan esta activación con una función represiva que es estable a lo largo de muchas generaciones celulares y solo puede superarse mediante procesos de diferenciación de la línea germinal. Los complejos genéticos Polycomb o silenciamiento PcG constan de al menos tres tipos de complejos multiproteicos Polycomb Repressed Complex 1 (PRC1), PRC2 y PhoRC. Estos complejos trabajan juntos para llevar a cabo su efecto represivo. Las proteínas PcG se conservan evolutivamente y existen en al menos dos complejos proteicos separados; el complejo represivo PcG 1 (PRC1) y el complejo represivo PcG 2–4 (PRC2/3/4). PRC2 cataliza la trimetilación de la lisina 27 en la histona H3 (H3K27me2/3), mientras que PRC1 monoubiquitina la histona H2A en la lisina 119 (H2AK119Ub1).

En mamíferos

En los mamíferos, la expresión genética del Grupo Polycomb es importante en muchos aspectos del desarrollo, como la regulación de genes homeóticos y la inactivación del cromosoma X , siendo reclutado en el X inactivo por Xist RNA , el regulador maestro de XCI [2] o la autorrenovación de células madre embrionarias. [3] La proteína del dedo anular Bmi1 Polycomb promueve la autorrenovación de las células madre neurales. [4] [5] Los mutantes murinos nulos en los genes PRC2 son letales embrionarios, mientras que la mayoría de los mutantes PRC1 son mutantes homeóticos nacidos vivos que mueren perinatalmente. Por el contrario, la sobreexpresión de proteínas PcG se correlaciona con la gravedad y la invasividad de varios tipos de cáncer . [6] Los complejos centrales de PRC1 de mamíferos son muy similares a los de Drosophila. Se sabe que Polycomb Bmi1 regula el locus ink4 (p16 Ink4a , p19 Arf ). [4] [7]

La regulación de las proteínas del grupo Polycomb en los sitios de cromatina bivalente se realiza mediante complejos SWI/SNF , que se oponen a la acumulación de complejos Polycomb mediante el desalojo dependiente de ATP. [8]

en plantas

En Physcomitrella patens, la proteína PcG FIE se expresa específicamente en células madre como el óvulo no fertilizado . Poco después de la fertilización, el gen FIE se desactiva en el embrión joven . [9] El gen Polycomb FIE se expresa en óvulos no fertilizados del musgo Physcomitrella patens y la expresión cesa después de la fertilización en el esporofito diploide en desarrollo.

Se ha demostrado que, a diferencia de los mamíferos, las PcG son necesarias para mantener las células en un estado diferenciado. En consecuencia, la pérdida de PcG provoca desdiferenciación y promueve el desarrollo embrionario. [10]

Las proteínas del grupo Polycomb también intervienen en el control de la floración silenciando el gen Flowering Locus C. [11] Este gen es una parte central de la vía que inhibe la floración en las plantas y se sospecha que su silenciamiento durante el invierno es uno de los principales factores que intervienen en la vernalización de las plantas . [12]

El gen Polycomb FIE se expresa (azul) en óvulos no fertilizados del musgo Physcomitrella patens (derecha) y la expresión cesa después de la fertilización en el esporofito diploide en desarrollo (izquierda). Tinción GUS in situ de dos órganos sexuales femeninos (arquegonios) de una planta transgénica que expresa una fusión traslacional de FIE-uidA bajo el control del promotor FIE nativo

Ver también

Referencias

  1. ^ Portoso M, Cavalli G (2008). "El papel del ARNi y los ARN no codificantes en el control mediado por Polycomb de la expresión genética y la programación genómica". En Morris KV (ed.). El ARN y la regulación de la expresión genética: una capa oculta de complejidad . Prensa académica Caister. págs. 29–44. ISBN 978-1-904455-25-7.
  2. ^ Ku M, Koche RP, Rheinbay E, Mendenhall EM, Endoh M, Mikkelsen TS, Presser A, Nusbaum C, Xie X, Chi AS, Adli M, Kasif S, Ptaszek LM, Cowan CA, Lander ES, Koseki H, Bernstein SER (octubre de 2008). "El análisis de todo el genoma de la ocupación de PRC1 y PRC2 identifica dos clases de dominios bivalentes". PLOS Genética . 4 (10): e1000242. doi : 10.1371/journal.pgen.1000242 . PMC 2567431 . PMID  18974828. 
  3. ^ Heurtier, V., Owens, N., González, I. et al. La lógica molecular de la autorrenovación inducida por Nanog en células madre embrionarias de ratón. Nat Comuna 10, 1109 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-09041-z
  4. ^ ab Molofsky AV , He S, Bydon M, Morrison SJ, Pardal R (junio de 2005). "Bmi-1 promueve la autorrenovación y el desarrollo neuronal de las células madre neurales, pero no el crecimiento y la supervivencia del ratón al reprimir las vías de senescencia p16Ink4a y p19Arf". Genes y desarrollo . 19 (12): 1432–7. doi :10.1101/gad.1299505. PMC 1151659 . PMID  15964994. 
  5. ^ Park IK, Morrison SJ, Clarke MF (enero de 2004). "Bmi1, células madre y regulación de la senescencia". La Revista de Investigación Clínica . 113 (2): 175–9. doi :10.1172/JCI20800. PMC 311443 . PMID  14722607. 
  6. ^ Sauvageau M, Sauvageau G (abril de 2008). "Genes del grupo Polycomb: mantener en equilibrio la actividad de las células madre". Más biología . 6 (4): e113. doi : 10.1371/journal.pbio.0060113 . PMC 2689701 . PMID  18447587. 
  7. ^ Popov N, Gil J (2010). "Regulación epigenética del locus INK4b-ARF-INK4a: en la enfermedad y en la salud" ( PDF ) . Epigenética . 5 (8): 685–90. doi :10.4161/epi.5.8.12996. PMC 3052884 . PMID  20716961. 
  8. ^ Stanton BZ, Hodges C, Calarco JP, Braun SM, Ku WL, Kadoch C, Zhao K, Crabtree GR (febrero de 2017). "Las mutaciones de Smarca4 ATPasa interrumpen la expulsión directa de PRC1 de la cromatina". Genética de la Naturaleza . 49 (2): 282–288. doi :10.1038/ng.3735. PMC 5373480 . PMID  27941795. 
  9. ^ Mosquna A, Katz A, Decker EL, Rensing SA, Reski R, Ohad N (julio de 2009). "La regulación del mantenimiento de las células madre por parte de la proteína Polycomb FIE se ha conservado durante la evolución de las plantas terrestres". Desarrollo . 136 (14): 2433–44. doi : 10.1242/dev.035048 . PMID  19542356.
  10. ^ Aichinger E, Villar CB, Farrona S, Reyes JC, Hennig L, Köhler C (agosto de 2009). "Las proteínas CHD3 y las proteínas del grupo Polycomb determinan de forma antagónica la identidad celular en Arabidopsis". PLOS Genética . 5 (8): e1000605. doi : 10.1371/journal.pgen.1000605 . PMC 2718830 . PMID  19680533. 
  11. ^ Jiang D, Wang Y, Wang Y, He Y (2008). "Represión de FLOWERING LOCUS C y FLOWERING LOCUS T por los componentes del complejo represivo 2 de Arabidopsis Polycomb". MÁS UNO . 3 (10): e3404. Código Bib : 2008PLoSO...3.3404J. doi : 10.1371/journal.pone.0003404 . PMC 2561057 . PMID  18852898. 
  12. ^ Sheldon CC, Rouse DT, Finnegan EJ, Peacock WJ, Dennis ES (marzo de 2000). "La base molecular de la vernalización: el papel central del FLOWERING LOCUS C (FLC)". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 97 (7): 3753–8. doi : 10.1073/pnas.060023597 . PMC 16312 . PMID  10716723. 

Otras lecturas

enlaces externos