En S. cerevisiae , la separasa está codificada por el gen esp1 . Esp1 fue descubierto por Kim Nasmyth y colaboradores en 1998. [7] [8] En 2021, científicos de la Universidad de Ginebra determinaron las estructuras de la separasa humana en complejo con securina o CDK1-ciclina B1-CKS1 mediante crio-EM. [9]
Función
El complejo de cohesión de levadura consta de proteínas especializadas, incluida Scc1. [10]
La cohesión estable entre las cromátidas hermanas antes de la anafase y su separación oportuna durante la anafase son fundamentales para la división celular y la herencia cromosómica. En los vertebrados, la cohesión de las cromátidas hermanas se libera en dos pasos a través de mecanismos distintos. El primer paso implica la fosforilación de STAG1 o STAG2 en el complejo de cohesión. El segundo paso implica la escisión de la subunidad de cohesión SCC1 ( RAD21 ) por la separasa, que inicia la separación final de las cromátidas hermanas. [11]
En S. cerevisiae , Esp1 está codificada por ESP1 y está regulada por la securina Pds1. Las dos cromátidas hermanas están unidas inicialmente por el complejo de cohesión hasta el comienzo de la anafase, momento en el que el huso mitótico separa las dos cromátidas hermanas, dejando a cada una de las dos células hijas con un número equivalente de cromátidas hermanas. Las proteínas que unen las dos cromátidas hermanas, impidiendo cualquier separación prematura de las cromátidas hermanas, son parte de la familia de proteínas de cohesión . Una de estas proteínas de cohesión cruciales para la cohesión de las cromátidas hermanas es Scc1. Esp1 es una proteína separasa que escinde la subunidad de cohesión Scc1 (RAD21), lo que permite que las cromátidas hermanas se separen al inicio de la anafase durante la mitosis . [8]
Regulación
Diagrama de red con bucles de retroalimentación para generar una activación tipo interruptor de la anafase. [12]
Cuando la célula no se está dividiendo, la separasa no puede escindir la cohesina a través de su asociación con la securina o tras la fosforilación de un residuo de serina específico en la separasa por el complejo ciclina-CDK . La fosforilación de la separasa conduce a una asociación estable con CDK1-ciclina B1. La unión de securina o CDK1-ciclina B es mutuamente excluyente. En ambos complejos, la separasa es inhibida por motivos pseudosustrato que bloquean la unión del sustrato en el sitio catalítico y en los sitios de acoplamiento cercanos. Sin embargo, mientras que la securina contiene sus propios motivos pseudosustrato para ocluir la unión del sustrato, el complejo CDK1-ciclina B inhibe la separasa rigidizando los motivos pseudosustrato de los bucles flexibles en la propia separasa, lo que conduce a una autoinhibición de la actividad proteolítica de la separasa. [9] La regulación a través de estos distintos socios de unión proporciona dos capas de regulación negativa para evitar la escisión inapropiada de la cohesina. Cabe señalar que la separasa no puede funcionar sin formar inicialmente el complejo securina-separasa en la mayoría de los organismos. Esto se debe a que la securina ayuda a plegar correctamente la separasa en la conformación funcional. Sin embargo, la levadura no parece requerir securina para formar una separasa funcional porque la anafase ocurre en la levadura incluso con una eliminación de securina. [10]
En la señal para la anafase, la securina es ubiquitinada e hidrolizada, liberando la separasa para la desfosforilación por el complejo APC -Cdc20. La separasa activa puede entonces escindir Scc1 para liberar las cromátidas hermanas.
La separasa inicia la activación de Cdc14 en la anafase temprana [13] y se ha descubierto que Cdc14 desfosforila la securina, aumentando así su eficiencia como sustrato para la degradación. La presencia de este ciclo de retroalimentación positiva ofrece un mecanismo potencial para dar a la anafase un comportamiento más parecido al de un interruptor. [12]
Figura 4: Diagrama de red potencial que involucra securina y separasa para generar una activación similar a un interruptor de la anafase
Referencias
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^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000058290 – Ensembl , mayo de 2017
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Lectura adicional
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