Condensina

Las condensinas  son grandes complejos proteicos que desempeñan un papel importante en la segregación cromosómica durante la mitosis y la meiosis [1] [2] .

Composición de subunidades

Condensinas eucariotas

La mayoría de las células eucariotas tienen dos tipos de complejos de condensina llamados condensina I y condensina II . Cada uno de ellos consta de cinco subunidades [3] [4] . Las Condensinas I y II comparten un par de subunidades, SMC2 y SMC4, que pertenecen a una gran familia de ATPasas cromosómicas conocidas como proteínas SMC ( Structural Maintenance of Chromosomes ) .  Cada uno de estos complejos contiene un conjunto específico de subunidades reguladoras (una subunidad Claisin [5] y un par de subunidades con repeticiones HEAT [6] ). El nematodo Caenorhabditis elegans tiene un tercer complejo de condensina (relacionado con la condensina I) que participa en la compensación de dosis [7] . Este complejo se denomina condensina I DC , y en él se reemplaza la subunidad SMC4 por una proteína similar, DPY-27.

La estructura y función de la condensina I no cambia de levadura a humano, pero la levadura no tiene condensina II [8] [9] . Aparentemente, no existe relación entre la presencia de condensina II en un organismo eucariota y el tamaño de su genoma. Por el contrario, el alga roja primitiva Cyanidioschyzon merolae tiene condensinas I y II, aunque el tamaño de su genoma es pequeño incluso en comparación con la levadura [10] .

Condensinas procarióticas

Los procariotas tienen complejos similares a la condensina que también proporcionan organización y segregación de cromosomas. Las condensinas procarióticas se pueden dividir en dos tipos: SMC-ScpAB [11] y MukBEF [12] . La mayoría de las especies de eubacterias y arqueas tienen condensinas SMC-ScpAB, mientras que las γ-proteobacterias tienen condensinas MukBEF.

Mecanismo de acción

Un solo anillo de condensina rodea dos regiones de ADN de doble cadena y luego se cierra con subunidades adicionales que no son SMC. Así, estas proteínas aseguran la condensación de la cromatina, la formación de bucles y el correcto plegamiento del ADN en la cromátida.

Actividad

La condensana I purificada utiliza la energía del ATP para crear superenrollamientos positivos en el ADN [13] . Exhibe actividad ATPasa dependiente de ADN in vitro . El dímero SMC2-SMC4 es capaz de renaturalizar el ADN monocatenario complementario [14] . No requiere ATP para esta actividad.

Estructura

Los dímeros SMC, que son las subunidades centrales de las condensanas, tienen una forma de V única [15] . Esta forma se determinó en la condensana I usando microscopía electrónica [16] .

Funciones en la mitosis

En células humanas cultivadas, los complejos de condensina I y II se comportan de manera diferente durante el ciclo celular [17] [18] . Durante la interfase , la condensina II reside en el núcleo y participa en las etapas iniciales de la condensación cromosómica durante la profase . La condensana I, por el contrario, se encuentra en el citoplasma durante la interfase , ingresa a los cromosomas solo después de la desaparición de la membrana nuclear al final de la profase. Durante la prometafase y la metafase , ambas condensinas participan en la condensación de los cromosomas, como resultado de lo cual las cromátidas hermanas se forman por completo [4] . Ambos complejos parecen permanecer asociados con los cromosomas incluso después de que las cromátidas hermanas se separan en la anafase. Al menos una subunidad de condensana I interactúa directamente con la cinasa dependiente de ciclina (Cdk) [19] .

Otras características

Estudios recientes han demostrado que las condensinas están involucradas en una amplia gama de procesos que ocurren en los cromosomas fuera de la mitosis y la meiosis. En la levadura en ciernes, por ejemplo, la condensina I (la única condensina de este organismo) ayuda en la regulación del número de copias de repeticiones en tándem del ADN ribosómico [20] , así como en la agrupación de genes de ARNt [21] . En Drosophila, las subunidades de condensina II están implicadas en la disolución de los cromosomas politénicos [22] y en la formación del territorio cromosómico [23] en las células nodrizas. También hay evidencia de que están regulados a la baja durante la transvección genética de células diploides. En A. thaliana , la condensina II es necesaria para el desarrollo de la resistencia de la planta al boro , lo que posiblemente prevenga el daño del ADN [24] . Se ha demostrado que en las células humanas, la condensina II inicia eventos asociados con la separación de las cromátidas hermanas en la mitosis ya durante la fase S del ciclo mitótico [25] .

Proteínas relacionadas

En las células eucariotas, existen dos clases adicionales de complejos proteicos SMC , estas son las cohesinas , que contienen SMC1 y SMC3 y están involucradas en la unión de las cromátidas hermanas , así como el complejo SMC5/6, que contiene SMC5 y SMC6, es involucrados en la reparación recombinacional.

Véase también

• cohesina
• Proteínas SMC

Notas

1. ↑ Hirano T. Condensins: organizadores universales de cromosomas con diversas funciones  // Genes Dev  : revista  . - 2012. - vol. 26 , núm. 15 _ - Pág. 1659-1678 . doi : 10.1101 / gad.194746.112 . —PMID 22855829 .
2. ↑ Wood AJ, Severson AF, Meyer BJ Condensina y complejidad de cohesina: el repertorio de funciones en expansión  // Nat Rev Genet  : revista  . - 2010. - Vol. 11 , núm. 6 _ - Pág. 391-404 . doi : 10.1038 / nrg2794 . — PMID 20442714 .
3. ↑ Hirano T., Kobayashi R., Hirano M. condensinas, condensación del complejo cromosómico que contiene XCAP-C, XCAP-E y un homólogo de Xenopus de la proteína Drosophila Barren  // Cell  :  revista. - Cell Press , 1997. - vol. 89 , núm. 4 . - Pág. 511-521 . - doi : 10.1016/S0092-8674(00)80233-0 . —PMID 9160743 .
4. ↑ 1 2 Ono T., Losada A., Hirano M., Myers MP, Neuwald AF, Hirano T. Contribuciones diferenciales de la condensina I y la condensina II a la arquitectura cromosómica mitótica en células de vertebrados  (inglés)  // Cell  : journal. - Cell Press , 2003. - vol. 115 , núm. 1 . - pág. 109-121 . - doi : 10.1016/S0092-8674(03)00724-4 . —PMID 14532007 .
5. ↑ Schleiffer A., ​​​​Kaitna S., Maurer-Stroh S., Glotzer M., Nasmyth K., Eisenhaber F. Kleisins: una superfamilia de proteínas SMC asociadas bacterianas y eucariotas   // Mol . célula : diario. - 2003. - vol. 11 , núm. 3 . - Pág. 571-575 . - doi : 10.1016/S1097-2765(03)00108-4 . —PMID 12667442 .
6. ↑ Neuwald AF, Hirano T. HEAT repeticiones asociadas con condensinas, cohesinas y otros complejos involucrados en funciones relacionadas con los cromosomas  // Genome Res  . : diario. - 2000. - vol. 10 , núm. 10 _ - P. 1445-1452 . - doi : 10.1101/gr.147400 . —PMID 11042144 .
7. ↑ Csankovszki G., Collette K., Spahl K., Carey J., Snyder M., Petty E., Patel U., Tabuchi T., Liu H., McLeod I., Thompson J., Sarkeshik A., Yates J., Meyer BJ, Hagstrom K. Tres complejos de condensina distintos controlan la dinámica cromosómica de C. elegans  (inglés)  // Curr. Biol.  : diario. - 2009. - Vol. 19 , núm. 1 . - Pág. 9-19 . -doi : 10.1016 / j.cub.2008.12.006 . — PMID 19119011 .
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9. ↑ Freeman L., Aragon-Alcaide L., Strunnikov A. El complejo de condensina gobierna la condensación cromosómica y la transmisión mitótica del ADNr  //  J. Cell Biol. : diario. - 2000. - vol. 149 , núm. 4 . - Pág. 811-824 . doi : 10.1083 / jcb.149.4.811 . — PMID 10811823 .
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Enlaces externos

• Condensina MeSH

Nucleo celular
Membrana nuclear / Lámina nuclear	Poros nucleares : Nucleoporinas ( NUP35 NUP37 NUP43 NUP50 NUP54 NUP62 NUP85 NUP88 NUP93 NUP98 NUP107 NUP133 NUP153 NUP155 NUP160 NUP188 NUP205 NUP210 NUP214 ) AAAS
nucléolo	Compartimento perinucleolar ( PTBP1 CUGBP1 ) TCOF Ataxina 7
Otro	cuerpos de LMP parapentes Corpúsculo de Cajal ( GEMIN4 GEMIN5 GEMIN6 GEMIN7 GEMIN8 SMN / SIP1 bobinado ) Proteínas SMC Cohesina ( SMC1A SMC1B SMC3 ) Condensina ( NCAPD2 NCAPD3 NCAPG NCAPG2 NCAPH NCAPH2 SMC2 SMC4 ) Reparación de ADN ( SMC5 SMC6 ) Proteínas nucleares de transición TNP1 TNP2 cromatina matriz nuclear Nucleoplasma nucleosol