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Título
Función meiótica de la proteína Ddc2 de Saccharomyces cerevisiae
Autor(es)
Director(es)
Materia
Tesis y disertaciones académicas
Universidad de Salamanca (España)
Academic dissertations
Tesis Doctoral
Levaduras
Yeast
Fermentación
Fermentation
Genética molecular
Molecular genetics
Bioquímica
Biochemistry
Microbiología
Microbiology
Saccharomyces cerevisiae
Clasificación UNESCO
2414.10 Micología (Levaduras)
3309.92 Bioquímica y Microbiología de Los Procesos Fermentativos
2409 Genética
Fecha de publicación
2013
Resumen
[ES] En la mayoría de los organismos eucariotas con reproducción sexual, la recombinación meiótica es un proceso crucial para la correcta producción de gametos. La recombinación meiótica se inicia con roturas de doble cadena en el DNA (DSBs) que, aún siendo necesarias para la correcta segregación de los cromosomas en la meiosis, suponen un elevado riesgo para el mantenimiento de la integridad del genoma. Si las células inician la segregación cromosómica antes de que estas roturas hayan sido reparadas, los cromosomas o fragmentos de éstos pueden perderse o segregar incorrectamente. En los organismos eucariotas, existen unos mecanismos de vigilancia o checkpoints que responden a la presencia de DSBs y detienen la progresión del ciclo celular para dar tiempo a la célula para repararlas. Por tanto, los checkpoints tienen un papel crucial en proteger la integridad genómica. Existe un mecanismo de vigilancia específico de la meiosis, denominado checkpoint de recombinación meiótica o de paquitene, que bloquea la progresión de la meiosis en respuesta a fallos meióticos, como por ejemplo la presencia de DSBs sin reparar, y asegura la segregación correcta de los cromosomas. Los errores en la segregación meiótica de cromosomas originan gametos aneuploides que pueden causar diversas patologías. La finalidad de este proyecto de tesis ha consistido en entender mejor los mecanismos moleculares que controlan la función del checkpoint de recombinación meiótica en la levadura de gemación Saccharomyces cerevisiae. Para ello, hemos estudiado la función de la proteína Ddc2 en el checkpoint de recombinación meiótica. Ddc2 junto con Mec1 constituyen un complejo sensor del daño en el DNA en células vegetativas,. Hemos determinado que Ddc2 participa en el checkpoint de recombinación meiótica puesto que su deleción suprime el bloqueo meiótico que sufren diferentes mutantes de sinapsis y/o recombinación, como sae2, dmc1, hop2 y zip1, originando productos meióticos inviables. La producción de Ddc2 se induce en la profase meiótica y la proteína se hiperfosforila en respuesta a la acumulación de DSBs sin reparar. Sin embargo, los sitios consenso de fosforilación por Mec1 (S/T-Q) no son necesarios para su función de checkpoint. Mediante estudios de microscopía de fluorescencia y de inmunoprecipitación de cromatina, hemos demostrado que Ddc2 se localiza en forma de focos múltiples, que se acumulan en los mutantes meióticos de forma dependiente de RPA señalizando la presencia de intermediarios de recombinación sin reparar. Además, hemos detectado una localización alternativa de Ddc2, independiente de la recombinación, en el huso de la profase meiótica. Se ha descrito que en el mutante sae2 de S. cerevisiae no existe procesamiento nucleolítico de las DSBs meióticas; sin embargo, inesperadamente, hemos observado focos meióticos de Ddc2 en sae2 lo que, en principio, implicaría la existencia de regiones de ssDNA. Diversas evidencias, como la generación de focos de RPA y de BrdU, así como la activación de la kinasa efectora Mek1 de forma dependiente de Spo11, confirman la formación de ssDNA derivado de DSBs meióticas en sae2. Proponemos que una fracción de las DSBs meióticas generadas se procesa por un mecanismo alternativo independiente de Sae2 y de otras proteínas descritas hasta el momento implicadas en la resección de DSBs, como Exo1 y Sgs1. Nuestros resultados con el estudio de Ddc2 durante la meiosis en levaduras nos han permitido avanzar en el conocimiento de cómo el checkpoint de recombinación meiótica es capaz de detectar la existencia de errores y detener la progresión de la meiosis. Puesto que ATRIP, la proteína homóloga de Ddc2 en mamíferos, se localiza en cromosomas meióticos es probable que esta función esté conservada en la evolución [EN] In most sexually reproducing eukaryotic organisms, meiotic recombination is a process crucial for proper production of gametes. Meiotic recombination is initiated by double-strand breaks in DNA breaks (DSBs) which, although necessary for the correct segregation of chromosomes at meiosis, pose a high risk for maintaining genome integrity. If cells chromosome segregation start before these cracks have been repaired, chromosomes or fragments thereof may be lost or improperly segregate. In eukaryotic organisms, there are mechanisms or checkpoints surveillance responsive to the presence of DSBs and stop the progression of the cell cycle to allow time for the cell to repair. Therefore, the checkpoints have a crucial role in protecting genomic integrity. There is a specific monitoring mechanism of meiosis, called checkpoint or pachytene meiotic recombination, which blocks the progression of meiosis in meiotic fault response, such as the presence of DSBs unrepaired, and ensures the proper segregation of chromosomes . Errors in meiotic chromosome segregation originate Aneuploid gametes can cause various diseases. The purpose of this thesis has been to better understand the molecular mechanisms that control the function of the meiotic recombination checkpoint in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae. To do this, we studied the Ddc2 protein function in meiotic recombination checkpoint. Ddc2 with Mec1 sensor is a complex DNA damage in vegetative cells. We have determined that Ddc2 participates in the meiotic recombination checkpoint since its deletion suppresses blocking meiotic mutants suffer different synapses and / or recombination, as SAE2, dmc1, and zip1 hop2, creating viable meiotic products. Ddc2 production is induced in meiotic prophase and the protein is hyperphosphorylated in response to the accumulation of DSBs unrepaired. However, consensus phosphorylation sites Mec1 (S / TQ) are not required for checkpoint function. By fluorescence microscopy studies and chromatin immunoprecipitation, we demonstrated that locates Ddc2 as multiple foci, which accumulate in meiotic mutants RPA dependently signaling the presence of recombination intermediates unrepaired. Furthermore, we have found an alternative location of Ddc2 independent recombination, on the spindle of meiotic prophase. Described in the mutant S. SAE2 cerevisiae there nucleolytic processing of meiotic DSBs, but unexpectedly, we have observed in outbreaks SAE2 Ddc2 meiotic which in principle implies the existence of regions of ssDNA. Several lines of evidence, including the generation of pockets of RPA and BrdU, and activation of the effector kinase Mek1 Spo11-dependent manner, confirming the formation of ssDNA derivative SAE2 meiotic DSBs. Propose that a fraction of the generated meiotic DSBs are processed by an alternative mechanism independent SAE2 and other proteins described so far involved in resecting DSBs as Exo1 and Sgs1. Our results with the study of Ddc2 during meiosis in yeast have allowed us to advance our knowledge of how the meiotic recombination checkpoint is able to detect the existence of errors and stop the progression of meiosis. Since ATRIP protein Ddc2 counterpart in mammals, is localized in meiotic chromosomes is likely that this function is conserved in evolution
URI
DOI
10.14201/gredos.121405
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