Gen codificador de proteínas en la especie Homo sapiens
La ADN topoisomerasa 3-alfa es una enzima que en los humanos está codificada por el gen TOP3A . [5] [6]
Función
Este gen codifica una topoisomerasa del ADN, una enzima que controla y altera los estados topológicos del ADN durante la transcripción. Esta enzima cataliza la ruptura y la unión transitoria de una sola hebra de ADN, lo que permite que las hebras pasen una a través de la otra, reduciendo así el número de superenrollamientos y alterando la topología del ADN. Esta enzima forma un complejo con BLM que funciona en la regulación de la recombinación en las células somáticas. [6]
Mitosis
La recombinación durante la meiosis suele iniciarse por una rotura de doble cadena de ADN (DSB). Durante la recombinación, se cortan secciones de ADN en los extremos 5' de la rotura en un proceso llamado resección . En el paso de invasión de la cadena que sigue, un extremo 3' sobresaliente de la molécula de ADN rota "invade" el ADN de un cromosoma homólogo que no está roto formando un bucle de desplazamiento ( D-loop ). Después de la invasión de la cadena, la secuencia posterior de eventos puede seguir cualquiera de las dos vías principales que conducen a un recombinante cruzado (CO) o no cruzado (NCO) (consulte Recombinación genética y consulte la Figura). La vía que conduce a un NCO se conoce como recocido de cadena dependiente de síntesis (SDSA) .
En la planta Arabidopsis thaliana , múltiples mecanismos limitan los CO meióticos. [7] Durante la meiosis, las helicasas TOP3A y RECQ4A/B antagonizan la formación de CO en paralelo a la helicasa FANCM. [7] Sequela-Arnaud et al. [7] sugirieron que los números de CO están restringidos debido a los costos a largo plazo de la recombinación de CO, es decir, la ruptura de combinaciones genéticas favorables de alelos construidas por la selección natural pasada .
En la levadura en ciernes Saccharomyces cerevisiae , el heterodímero topoisomerasa III (TOP3) -RMI1 (que cataliza el paso de una sola hebra de ADN) forma un complejo conservado con la helicasa Sgs1 (un ortólogo de la helicasa del síndrome de Bloom humana ). Este complejo promueve la formación temprana de recombinantes NCO durante la meiosis [8] La actividad de paso de hebra TOP3-RMI1 parece tener dos funciones importantes durante la meiosis. [8] En primer lugar, la actividad de paso de hebra se emplea temprano en coordinación con la helicasa Sgs1 para promover la elección adecuada de la vía de recombinación. En segundo lugar, la actividad de paso de hebra se utiliza más tarde, independientemente de la helicasa Sgs1, para prevenir la persistencia de enredos de hebras irresolubles en intermediarios de recombinación.
^ abc ENSG00000177302 GRCh38: Versión 89 de Ensembl: ENSG00000284238, ENSG00000177302 – Ensembl , mayo de 2017
^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000002814 – Ensembl , mayo de 2017
^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^ "Referencia PubMed de ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU . .
^ Elsea SH, Fritz E, Schoener-Scott R, Meyn MS, Patel PI (enero de 1998). "Mapa del gen de la topoisomerasa III dentro de la región crítica del síndrome de Smith-Magenis: análisis de la distribución del ciclo celular y la sensibilidad a la radiación". American Journal of Medical Genetics . 75 (1): 104–8. doi :10.1002/(SICI)1096-8628(19980106)75:1<104::AID-AJMG21>3.0.CO;2-P. PMID 9450867.
^ ab "Gen Entrez: TOP3A topoisomerasa (ADN) III alfa".
^ abc Séguéla-Arnaud M, Crismani W, Larchevêque C, Mazel J, Froger N, Choinard S, Lemhemdi A, Macaisne N, Van Leene J, Gevaert K, De Jaeger G, Chelysheva L, Mercier R (abril de 2015). "Múltiples mecanismos limitan los cruces meióticos: TOP3α y dos homólogos de BLM antagonizan los cruces en paralelo a FANCM". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 112 (15): 4713–8. Código Bib : 2015PNAS..112.4713S. doi : 10.1073/pnas.1423107112 . PMC 4403193 . PMID 25825745.
^ ab Kaur H, De Muyt A, Lichten M (febrero de 2015). "La decatenasa monocatenaria de ADN Top3-Rmi1 es fundamental para la formación y resolución de intermediarios de recombinación meiótica". Molecular Cell . 57 (4): 583–94. doi :10.1016/j.molcel.2015.01.020. PMC 4338413 . PMID 25699707.
^ Wu L, Davies SL, North PS, Goulaouic H, Riou JF, Turley H, Gatter KC, Hickson ID (marzo de 2000). "El producto del gen del síndrome de Bloom interactúa con la topoisomerasa III". The Journal of Biological Chemistry . 275 (13): 9636–44. doi : 10.1074/jbc.275.13.9636 . PMID 10734115.
^ Freire R, d'Adda Di Fagagna F, Wu L, Pedrazzi G, Stagljar I, Hickson ID, Jackson SP (agosto de 2001). "La escisión del producto del gen del síndrome de Bloom durante la apoptosis por la caspasa-3 da como resultado una interacción alterada con la topoisomerasa IIIalfa". Nucleic Acids Research . 29 (15): 3172–80. doi :10.1093/nar/29.15.3172. PMC 55826 . PMID 11470874.
^ Hu P, Beresten SF, van Brabant AJ, Ye TZ, Pandolfi PP, Johnson FB, Guarente L, Ellis NA (junio de 2001). "Evidencia de la interacción de BLM y topoisomerasa IIIalfa en la estabilidad genómica". Human Molecular Genetics . 10 (12): 1287–98. doi : 10.1093/hmg/10.12.1287 . PMID 11406610.
^ Brosh RM, Li JL, Kenny MK, Karow JK, Cooper MP, Kureekattil RP, Hickson ID, Bohr VA (agosto de 2000). "La proteína de replicación A interactúa físicamente con la proteína del síndrome de Bloom y estimula su actividad helicasa". The Journal of Biological Chemistry . 275 (31): 23500–8. doi : 10.1074/jbc.M001557200 . hdl : 10026.1/10318 . PMID 10825162.
Lectura adicional
Hanai R, Caron PR, Wang JC (abril de 1996). "TOP3 humano: un gen de copia única que codifica la topoisomerasa III del ADN". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 93 (8): 3653–7. Bibcode :1996PNAS...93.3653H. doi : 10.1073/pnas.93.8.3653 . PMC 39666 . PMID 8622991.
Fritz E, Elsea SH, Patel PI, Meyn MS (abril de 1997). "La sobreexpresión de una topoisomerasa III humana truncada corrige parcialmente múltiples aspectos del fenotipo de ataxia-telangiectasia". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 94 (9): 4538–42. Bibcode :1997PNAS...94.4538F. doi : 10.1073/pnas.94.9.4538 . PMC 20758 . PMID 9114025.
Kim JC, Yoon JB, Koo HS, Chung IK (octubre de 1998). "Clonación y caracterización de la región flanqueante 5' del gen de la topoisomerasa III humana". The Journal of Biological Chemistry . 273 (40): 26130–7. doi : 10.1074/jbc.273.40.26130 . PMID 9748294.
Goulaouic H, Roulon T, Flamand O, Grondard L, Lavelle F, Riou JF (junio de 1999). "Purificación y caracterización de la topoisomerasa IIIalfa del ADN humano". Nucleic Acids Research . 27 (12): 2443–50. doi :10.1093/nar/27.12.2443. PMC 148446 . PMID 10352172.
Shimamoto A, Nishikawa K, Kitao S, Furuichi Y (abril de 2000). "RecQ5beta humana, un isómero grande de la helicasa de ADN RecQ5, se localiza en el nucleoplasma e interactúa con las topoisomerasas 3alfa y 3beta". Nucleic Acids Research . 28 (7): 1647–55. doi :10.1093/nar/28.7.1647. PMC 102787 . PMID 10710432.
Wu L, Davies SL, North PS, Goulaouic H, Riou JF, Turley H, Gatter KC, Hickson ID (marzo de 2000). "El producto del gen del síndrome de Bloom interactúa con la topoisomerasa III". The Journal of Biological Chemistry . 275 (13): 9636–44. doi : 10.1074/jbc.275.13.9636 . PMID 10734115.
Lin CW, Darzynkiewicz Z, Li X, Traganos F, Bedner E, Tse-Dinh YC (abril de 2000). "Expresión diferencial de la topoisomerasa humana IIIalfa durante la progresión del ciclo celular en células de leucemia HL-60 y linfocitos de sangre periférica humana". Experimental Cell Research . 256 (1): 225–36. doi :10.1006/excr.1999.4778. PMID 10739669.
Brosh RM, Li JL, Kenny MK, Karow JK, Cooper MP, Kureekattil RP, Hickson ID, Bohr VA (agosto de 2000). "La proteína de replicación A interactúa físicamente con la proteína del síndrome de Bloom y estimula su actividad helicasa". The Journal of Biological Chemistry . 275 (31): 23500–8. doi : 10.1074/jbc.M001557200 . hdl : 10026.1/10318 . PMID 10825162.
Lodge AJ, Anderson JJ, Ng SW, Fenwick F, Steward M, Haugk B, Horne CH, Angus B (agosto de 2000). "Expresión de la topoisomerasa IIIalfa en tejidos normales y neoplásicos determinada por inmunohistoquímica utilizando un nuevo anticuerpo monoclonal". British Journal of Cancer . 83 (4): 498–505. doi :10.1054/bjoc.2000.1293. PMC 2374664 . PMID 10945498.
Hu P, Beresten SF, van Brabant AJ, Ye TZ, Pandolfi PP, Johnson FB, Guarente L, Ellis NA (junio de 2001). "Evidencia de la interacción de BLM y topoisomerasa IIIalfa en la estabilidad genómica". Human Molecular Genetics . 10 (12): 1287–98. doi : 10.1093/hmg/10.12.1287 . PMID 11406610.
Freire R, d'Adda Di Fagagna F, Wu L, Pedrazzi G, Stagljar I, Hickson ID, Jackson SP (agosto de 2001). "La escisión del producto del gen del síndrome de Bloom durante la apoptosis por la caspasa-3 da como resultado una interacción alterada con la topoisomerasa IIIalfa". Nucleic Acids Research . 29 (15): 3172–80. doi :10.1093/nar/29.15.3172. PMC 55826 . PMID 11470874.
Bi W, Yan J, Stankiewicz P, Park SS, Walz K, Boerkoel CF, Potocki L, Shaffer LG, Devriendt K, Nowaczyk MJ, Inoue K, Lupski JR (mayo de 2002). "Genes en un intervalo de deleción crítico refinado del síndrome de Smith-Magenis en el cromosoma 17p11.2 y la región sinténica del ratón". Genome Research . 12 (5): 713–28. doi :10.1101/gr.73702. PMC 186594 . PMID 11997338.
Wang Y, Lyu YL, Wang JC (septiembre de 2002). "Localización dual de la topoisomerasa IIIalfa del ADN humano en mitocondrias y núcleo". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 99 (19): 12114–9. Bibcode :2002PNAS...9912114W. doi : 10.1073/pnas.192449499 . PMC 129407 . PMID 12209014.
Wu L, Hickson ID (noviembre de 2002). "La helicasa del síndrome de Bloom estimula la actividad de la topoisomerasa humana IIIalfa". Nucleic Acids Research . 30 (22): 4823–9. doi :10.1093/nar/gkf611. PMC 137159 . PMID 12433984.
Meetei AR, de Winter JP, Medhurst AL, Wallisch M, Waisfisz Q, van de Vrugt HJ, Oostra AB, Yan Z, Ling C, Bishop CE, Hoatlin ME, Joenje H, Wang W (octubre de 2003). "Una nueva ubiquitina ligasa es deficiente en la anemia de Fanconi". Genética de la Naturaleza . 35 (2): 165–70. doi :10.1038/ng1241. PMID 12973351. S2CID 10149290.
Jiao R, Bachrati CZ, Pedrazzi G, Kuster P, Petkovic M, Li JL, Egli D, Hickson ID, Stagljar I (junio de 2004). "Interacción física y funcional entre el producto del gen del síndrome de Bloom y la subunidad más grande del factor de ensamblaje de cromatina 1". Biología molecular y celular . 24 (11): 4710–9. doi :10.1128/MCB.24.11.4710-4719.2004. PMC 416397 . PMID 15143166.
Yin J, Sobeck A, Xu C, Meetei AR, Hoatlin M, Li L, Wang W (abril de 2005). "BLAP75, un componente esencial de los complejos proteicos del síndrome de Bloom que mantienen la integridad del genoma". The EMBO Journal . 24 (7): 1465–76. doi :10.1038/sj.emboj.7600622. PMC 1142546 . PMID 15775963.