Resumen de Bases moleculares del reconocimiento y eliminación de 5-metilcitosina, una modificación epigenética en el DNA
La metilación de la citosina (5-meC) es una marca epigenética reversible del DNA que promueve el silenciamiento génico y desempeña un importante papel durante el desarrollo y la reproducción de animales y plantas. El gen REPRESSOR OF SILENCING1 (ROS1) perteneciente a la familia DML de la planta modelo Arabidopsis thaliana, codifica una DNA glicosilasa que inicia el borrado de 5-meC mediante un mecanismo análogo a la reparación por escisión de bases (BER). El objetivo general de esta tesis doctoral ha sido identificar las características moleculares que permiten a ROS1 reconocer y eliminar la 5-meC del DNA. El análisis bioquímico de la actividad enzimática de la proteína ha permitido concluir que la especificidad de sustrato de ROS1 resulta de una combinación entre el reconocimiento selectivo en el sitio activo y la estabilidad termodinámica de la base diana. ROS1 se une con gran afinidad tanto a DNA metilado como DNA sin metilar y en esta unión inespecífica desempeña un papel fundamental su extremo amino-terminal, que facilita la escisión de 5-meC en moléculas largas de DNA y modula la preferencia de sustrato de la proteína.
ROS1 y el resto de proteínas de la familia DML muestran en su parte central una región de secuencia similar a las DNA glicosilasas de la superfamilia HhH-GPD. Esta región consta de dos segmentos no contiguos, separados entre sí por una zona de secuencia no conservada. El alineamiento con proteínas de estructura conocida ha permitido generar un modelo tridimensional de lo que se ha propuesto como un dominio catalítico discontinuo sin precedentes en otras DNA glicosilasas. Este modelo se ha utilizado para predecir la localización de aminoácidos implicados en aspectos funcionales básicos de ROS1, tales como el acoplamiento entre sus actividades DNA glicosilasa y AP liasa, la extracción de la base modificada de la doble hélice y su reconocimiento específico en el sitio activo de la proteína. En conjunto, los resultados obtenidos en esta Tesis permiten concluir que ROS1 y sus homólogos de la familia DML son DNA glicosilasas complejas, que han evolucionado a partir de proteínas reparadoras para realizar la difícil tarea de eliminar del DNA una base modificada, pero no dañada.
