Regulación transcripcional mediada por la DBA topoisomerasa II

Resumen

La topología del DNA condiciona todos los procesos del metabolismo cromosómico y, en especial, la transcripción, ya que el avance de la RNA polimerasa II (Pol II) distorsiona la doble hélice introduciendo un alto nivel de estrés torsional en la molécula, lo que ejerce un profundo impacto sobre el proceso. Las DNA topoisomerasas son las enzimas capaces de relajar dicho estrés mediante la formación de roturas transitorias en la doble hélice. Tradicionalmente, el papel en transcripción de las DNA topoisomerasas se ha centrado en su función facilitadora del proceso, eliminando los problemas topológicos que dificultaban la progresión de Pol II. Sin embargo, en los últimos años diversos estudios han propuesto que las DNA topoisomerasas tipo II (TOP2) podrían participar activamente en regulación de la transcripción, aunque su función aún no se encuentra completamente establecida. En esta tesis, hemos abordado esta cuestión mediante el análisis de los efectos transcripcionales producidos por la inhibición de la actividad TOP2. Por medio de análisis a nivel genómico, hemos observado que la proteína TOP2A se encuentra preferencialmente asociada a promotores en células humanas, cómo había sido descrito anteriormente en células embrionarias de ratón. Asimismo, hemos podido comprobar que existe una clara relación entre la presencia TOP2A y los niveles de pausa próxima al promotor de Pol II. Estudiando esta posible relación, hemos demostrado que la inactivación de TOP2A produce la liberación general de la pausa próxima al promotor de Pol II dando lugar al incremento de expresión de genes con rápidas cinéticas de inducción, como los genes de respuesta temprana (ERGs). Sorprendentemente, este efecto es independiente de la formación de roturas de doble cadena, algo que había sido propuesto previamente. De hecho, hemos comprobado que este tipo de daño en el DNA produce un efecto represor sobre la expresión. Por otro lado, utilizando el gen FOS como modelo de ERG, hemos demostrado que TOP2A elimina el superenrollamiento negativo del promotor favoreciendo el establecimiento de la pausa próxima al promotor por impedimento topológico. En conjunto, los resultados de esta tesis ponen de manifiesto la función de TOP2 en la regulación transcripcional y muestran que el mantenimiento del estado topológico de los promotores representa un mecanismo de regulación general que, además, permite las rápidas cinéticas de inducción características de ciertos genes altamente regulados.