Studies on the effects of persistent RNA priming on DNA replication and genomic stability
- Autores: Ruth Stuckey
- Directores de la Tesis: Ralf Erik Wellinger (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2014
- Idioma: inglés
- Número de páginas: 156
- Tribunal Calificador de la Tesis: Andrés Aguilera López (presid.), Jordi Torres-Rosell (secret.), Marc Blondel (voc.), Luis Blanco Dávila (voc.), Rafael Daga (voc.)
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- Tesis en acceso abierto en: Idus
- Resumen
La replicación y la transcripción del ADN suceden al mismo tiempo y en la misma molécula de ADN de modo que su correcta interacción asegura la duplicación precisa del material genético. La replicación del ADN se debe también coordinar con otros eventos del ciclo celular, como la segregación de los cromosomas replicados para, de este modo, mantener la estabilidad del genoma. La transcripción forma híbridos de ARN:ADN, estructuras intermediarias transitorias que son degradadas por unas enzimas denominadas ribonucleasas H (RNasaH). Los ¿R-loops¿ de triple hebra son formas termodinámicamente estables de los híbridos de ARN:ADN cuya acumulación puede comprometer la replicación e integridad del genoma.
La replicación del ADN se inicia durante la fase S a partir de orígenes de replicación bien definidos y requiere la actividad de primasas especializadas para generar cebadores de ARN para la síntesis del ADN. No obstante en procariotas como el bacteriófago T7 o plásmidos de E.coli, y en el ADN mitocondrial, los híbridos ARN:ADN pueden iniciar replicación fuera del origen. En esta tesis, describimos por primera vez en un genoma eucariota la formación de intermediarios de replicación que indican una iniciación de replicación mediada por híbridos ARN:ADN en el ADN ribosómico de S. cerevisiae. Estos eventos de replicación no programadas son dependientes de la transcripción e inducidos por el aumento de estrés torsional como consecuencia de la eliminación de la actividad de Top1. Nombramos este proceso replicación iniciada por transcripción (TIR pos sus siglas en inglés) y sugerimos que estos eventos pueden ser altamente mutagénicos siendo de particular relevancia en enfermedades genéticas así como para la evolución.
Mediante análisis genético demostramos que las células que no poseen actividades RNasaH depende de las vías de reparación de daño en el ADN de la recombinación homologa y la reparación post-replicativa para enfrentarse a los impactos perjudiciales de los R-loops. De particular importancia es el hecho que el complejo MRC1, un mediador del checkpoint replicativo, es fundamental para tolerar la falta de actividad de RNasaH. Nuestros datos indican que el ¿bypass¿ replicativo de los R-loops podría depender de la estabilidad de las horquillas de replicación mediada por Mrc1 pero independiente de Rad53 o puede apuntar a un papel novedoso y sin definir del complejo MRC1.
Por último, demonstramos que los R-loops provocan dificultades en la segregación de los cromosomas y la organización nucleolar. Como consecuencia, decrece la acción de la fosfatasa Cdc14 (un factor clave en la salida de mitosis) y, en concordancia, observamos un misregulación de las ciclinas de tipo B. Así, la acumulación de R-loops lleva a una entrada prematura en la fase S y promueven eventos apoptóticos. En estudios previos se ha relacionado la ausencia de la actividad RNasaH con mortalidad embrionaria en ratones que no poseen RNasaH1 y la enfermedad neurológica del síndrome de Aicardi-Goutières (AGS) en humanos que no poseen RNasaH2. Los hallazgos presentados en esta tesis amplían este conocimiento y destacan la importancia del procesamiento de los R-loops en la estabilidad del genoma y la evolución.
