Regulación del posicionamiento nucleosómico mediante la secuencia del DNA y los remodeladores de cromatina en Schizosaccharomyces pombe

Resumen

Los nucleosomas son las unidades básicas de organización del genoma de las células eucariotas. Estos, están formados por un octámero de histonas alrededor del cual se enrollan 147 pb de DNA, que se conoce como DNA mononucleosómico. Los nucleosomas representan el primer nivel de compactación de la cromatina y modulan el acceso al DNA de los complejos proteicos que regulan los procesos básicos del genoma como la transcripción, la replicación y la reparación. Existen diferentes factores que contribuyen al posicionamiento de los nucleosomas. Uno de ellos, es la secuencia del DNA. Hace unos años, se describieron en el laboratorio las nucleosomal signatures, que representan un patrón de distribución de los cuatro nucleótidos a lo largo de las 150 pb del DNA mononucleosómico. Estas nucleosomal signatures son específicas de especie y son capaces de posicionar nucleosomas en secuencias naturales y artificiales en las levaduras Schizosaccharomyces pombe y Sacharomyces cerevisiae. En esta Tesis Doctoral se detalla la existencia de una asimetría en el contenido de los nucleótidos de adenina y timina en el DNA mononucleosómico que es suficiente para posicionar nucleosomas sobre secuencias naturales y secuencias artificiales en S. pombe. Otro factor que contribuye al posicionamiento de los nucleosomas es los remodeladores de cromatina. Son complejos proteicos formados por múltiples subunidades y son los encargados de modular la dinámica nucleosómica, permitiendo o no el acceso al DNA de las proteínas reguladoras de la transcripción y controlando así la expresión de los genes. Los remodeladores de cromatina se dividen en varias familias según su dominio ATPasa: CHD, SWI/SNF, INO80 e ISWI y dependiendo de la función que realizan se dividen en tres grupos: pushers, pullers y spacers. En esta Tesis Doctoral, hemos estudiado el papel de los remodeladores en S. pombe utilizado la metodología del degrón inducible por auxinas para analizar el efecto sobre la organización de los nucleosomas de la variación de los niveles de los complejos SWI/SNF, RSC, CHD e INO80. La ausencia de los dos remodeladores espaciadores de la familia CHD, Hrp1 y Hrp3, causa una pérdida inmediata de posicionamiento nucleosómico a lo largo de los genes que es más severa en ausencia de Hrp3 y está acompañada de la inducción de transcripción antisentido en muchos genes. Los remodeladores de las familias SWI/SNF y RSC (pushers) e INO80 (puller) actúan sobre los nucleosomas +1 para regular el tamaño de las regiones libres de nucleosomas (NDRs) y la accesibilidad de los sitios de inicio de la transcripción. Además, hemos descrito como RSC podría actuar como un regulador del remodelador INO80 en S. pombe. Todo ello, indica que tanto la información contenida en la secuencia del DNA como los remodeladores de cromatina poseen información complementaria para el posicionamiento de los nucleosomas, necesario para regular el proceso de transcripción.