Marcadores

Mecanismo de transmisión de programas de expresión genética a través de la división celular.

El término " marcación genética " (también " marcación mitótica ") se refiere a un mecanismo potencial de transmisión de programas de expresión genética a través de la división celular.

Durante la mitosis , la transcripción génica se silencia y la mayoría de los factores de transcripción se eliminan de la cromatina . ^{[1] [2]} El término "marcador" compara la transcripción con la lectura de un libro. La pausa en la transcripción durante la mitosis es como cerrar el libro. Los "marcadores moleculares" son los factores que permiten que la transcripción se reanude de manera ordenada en las células recién nacidas después de la mitosis (cuando se vuelve a abrir el libro).

Los marcadores cumplen los siguientes criterios:

• En algún momento antes del inicio de la mitosis , los promotores de los genes que existen en un estado competente para la transcripción quedan "marcados" de alguna manera,
• Esta "marca" persiste tanto durante como después de la mitosis , y
• El marcado transmite la memoria de la expresión genética al evitar la compactación mitótica del ADN en este locus, o al facilitar el reensamblaje de los complejos de transcripción en el promotor , o ambos.

Marcadores como mantenimiento selectivo de un estado abierto de cromatina

El término "marcación" se acuñó originalmente para describir la no compactación de algunos promotores de genes durante la mitosis . ^[3] Más recientemente, la accesibilidad del genoma durante la interfase y la mitosis se ha comparado directamente a escala del genoma. ^[4] Si bien los promotores de genes tienden a estar mejor conservados que los elementos reguladores distales, existe una variación sustancial en sitios individuales.

Marcación por metilación del ADN, modificación postraduccional de histonas y variantes de histonas

Algunos patrones de modificación de histonas y la presencia de algunas variantes de histonas en el ADN permanecen inalterados durante la mitosis y tienen el potencial de actuar como marcadores. ^{[5] [6] [7]} Los patrones de metilación del ADN generalmente no cambian y también tienen el potencial de funcionar como marcadores.

Marcadores por factores de transcripción

Los factores de transcripción notables implicados en la marcación mitótica incluyen:

• BRD4 ^{[8] [9]}
• GATA1 ^[10]
• HSP70 ^[11]
• Identificación de factores de crecimiento ^[12]
• ESRRB ^[13]

Referencias

1. Sarge, KD; Park-Sarge, OK (2005). "Marcadores genéticos: mantener las páginas abiertas". Tendencias en ciencias bioquímicas . 30 (11): 605–10. doi :10.1016/j.tibs.2005.09.004. PMID  16188444.
2. Martínez-Balbás, MA; Dey, A; Rabindran, SK; Ozato, K; Wu, C (1995). "Desplazamiento de factores de transcripción específicos de secuencia de la cromatina mitótica". Cell . 83 (1): 29–38. doi : 10.1016/0092-8674(95)90231-7 . PMID  7553870.
3. John, S; Workman, JL (1998). "Marcadores de genes para la activación en cromosomas mitóticos condensados". BioEssays . 20 (4): 275–9. doi :10.1002/(SICI)1521-1878(199804)20:4<275::AID-BIES1>3.0.CO;2-P. PMID  9619097.
4. Hsiung, CC; Morrissey, CS; Udugama, M; Frank, CL; Keller, CA; Baek, S; Giardine, B; Crawford, GE; Sung, MH; Hardison, RC; Blobel, GA (2015). "La accesibilidad del genoma se conserva ampliamente y se modula localmente durante la mitosis". Genome Research . 25 (2): 213–25. doi :10.1101/gr.180646.114. PMC 4315295 . PMID  25373146. 
5. Wang, F; Higgins, JM (2013). "Modificaciones de histonas y mitosis: contramarcas, puntos de referencia y marcadores". Tendencias en biología celular . 23 (4): 175–84. doi :10.1016/j.tcb.2012.11.005. PMID  23246430.
6. Kouskouti, A; Talianidis, I (2005). "Las modificaciones de histonas que definen genes activos persisten después de la inactivación transcripcional y mitótica". The EMBO Journal . 24 (2): 347–57. doi :10.1038/sj.emboj.7600516. PMC 545808 . PMID  15616580. 
7. Chow, CM; Georgiou, A; Szutorisz, H; Maia y Silva, A; Pombo, A; Barahona, yo; Dargelos, E; Canzonetta, C; Dillon, N (2005). "La variante de histona H3.3 marca promotores de genes transcripcionalmente activos durante la división celular de mamíferos". Informes EMBO . 6 (4): 354–60. doi :10.1038/sj.embor.7400366. PMC 1299280 . PMID  15776021. 
8. Dey, A; Ellenberg, J; Farina, A; Coleman, AE; Maruyama, T; Sciortino, S; Lippincott-Schwartz, J; Ozato, K (2000). "Una proteína de bromodominio, MCAP, se asocia con cromosomas mitóticos y afecta la transición de G(2) a M". Biología molecular y celular . 20 (17): 6537–49. doi :10.1128/mcb.20.17.6537-6549.2000. PMC 86127 . PMID  10938129. 
9. Dey, A; Nishiyama, A; Karpova, T; McNally, J; Ozato, K (2009). "Brd4 marca genes selectos en la cromatina mitótica y dirige la transcripción postmitótica". Biología molecular de la célula . 20 (23): 4899–909. doi :10.1091/mbc.E09-05-0380. PMC 2785733 . PMID  19812244. 
10. Kadauke, S; Udugama, MI; Pawlicki, JM; Achtman, JC; Jain, DP; Cheng, Y; Hardison, RC; Blobel, GA (2012). "Marcación mitótica específica de tejido por el factor de transcripción hematopoyético GATA1". Cell . 150 (4): 725–37. doi :10.1016/j.cell.2012.06.038. PMC 3425057 . PMID  22901805. 
11. Xing, H; Wilkerson, DC; Mayhew, CN; Lubert, EJ; Skaggs, HS; Goodson, ML; Hong, Y; Park-Sarge, OK; Sarge, KD (2005). "Mecanismo de marcación del gen hsp70i". Science . 307 (5708): 421–3. Bibcode :2005Sci...307..421X. doi :10.1126/science.1106478. PMID  15662014.
12. Christova, R; Oelgeschläger, T (2002). "Asociación de complejos promotores-TFIID humanos con cromatina mitótica silenciada in vivo". Nature Cell Biology . 4 (1): 79–82. doi :10.1038/ncb733. PMID  11744923.
13. Festuccia, N; Dubois, A; Vandormael-Pournin, S; Gallego Tejeda, E; Mouren, A; Bessonnard, S; Mueller, F; Proux, C; Cohen-Tannoudji, M; Navarro, P (noviembre de 2016). "La unión mitótica de Esrrb marca regiones reguladoras clave de la red de pluripotencia" (PDF) . Nature Cell Biology . 18 (11): 1139–1148. doi :10.1038/ncb3418. PMID  27723719.