Interrelación entre la estructura de la cromatina, la transcripción génica y la iniciación de la replicación del dna en células de mamífero y en leishmania major

Zusammenfassung

La replicación del DNA consiste en la duplicación de la información genética codificada en el genoma de las células para poder ser transmitida a su descendencia. Este proceso debe producirse una única vez a lo largo del ciclo celular y se inicia en los orígenes de replicación. El reconocimiento de estos sitios de iniciación se realiza mediante complejos proteicos denominados replicadores cuyo mecanismo de acción está conservado desde levaduras, como Saccharomyces cerevisiae, donde el replicador reconoce una secuencia consenso, a células de metazoos en los que la especificidad de unión y actividad de los replicadores parece depender de una combinación de múltiples factores. El comienzo de la replicación en estos sistemas está estrechamente relacionado con otros procesos nucleares, especialmente con la transcripción génica, así como con la composición y estructura de la cromatina de las regiones en que se sitúan los orígenes de replicación. Para profundizar en las relaciones entre estos procesos, hemos combinado una aproximación a escala genómica de los datos disponibles en la literatura correspondientes a marcas epigenéticas, motivos y estructuras secundarias de la secuencia de DNA en los orígenes de replicación más eficientes de sistemas celulares de mamíferos con estudios detallados a alta resolución de la estructura de la cromatina y la abundancia de intermediarios de replicación en orígenes específicos. De esta manera, hemos podido comprobar cómo estos orígenes eficientes se encuentran enriquecidos en variantes de histonas que forman nucleosomas lábiles así como en motivos de secuencia característicos de cromatina accesible que, en conjunto, facilitan el reclutamiento de los complejos de reconocimiento del origen así como del resto de factores que desencadenan la síntesis del DNA. También hemos realizado análisis genómicos del perfil nucleosomal y de la abundancia de intermediarios de replicación de células promastigotes del parásito Leishmania major. La integración de estos resultados con datos del transcriptoma y de la localización de marcas epigenéticas disponibles en la literatura, nos ha permitido concluir que la transcripción activa es el determinante principal que subyace a la organización espacial y temporal de la replicación del genoma de este parásito. Estos resultados evidencian la naturaleza oportunista del proceso replicativo y sugieren que el acoplar el inicio de la replicación a la elongación de la transcripción podría ser una solución ancestral utilizada por las células eucariotas para replicar su material genético.