Caracterización de complejos enzimáticos histona acetiltransferasa en Saccharomyces cerevisiae mediante el uso de mutantes en genes implicados en la acetilación de histonas.

Abstract

En la cromatina de los organismos eucariotas el DNA se organiza alrededor de octámeros de histonas, dando lugar a la estructura nucleosomal. Las histonas sufren una serie de modificaciones postraduccionales entre las que se encuentra la acetilación de residuos de lisina, situados en los extremos N-terminales de estas proteínas. Esta modificación reversible, catalizada in vivo por las histona desacetilasas (HD) y las histona acetiltransferasas (HAT), ha sido implicada durante muchos años en la regulación de diversos procesos celulares de gran importancia. Recientemente, el papel de la acetilación de histonas en la regulación de la transcripción ha cobrado gran importancia con el descubrimiento de que proteínas con actividad HAT y HD son reguladores transcripcionales. En la levadura Saccharomyces cerevisiae se han identificado los genes que codifican para cuatro proteínas con actividad HAT, GCN5, HAT1, ESA1 y TAF130. Mediante métodos bioquímicos se había detectado previamente la existencia de al menos cuatro actividades histona acetiltransferasa diferentes, HAT A1, HAT A2, HAT A3 y HAT B. El análisis bioquímico de cepas de levadura mutantes en estos genes, y en otros genes que codifican proteínas relacionadas funcionalmente con estas HATs clonadas, realizado en este trabajo, ha permitido caracterizar estos enzimas previamente descritos en cuanto a su composición en proteínas, su localización subcelular y su especificidad de sustrato. Además el estudio bioquímico de cepas de levadura mutantes ha llevado a la identificación de una nueva actividad histona acetiltransferasa no descrita hasta el momento, el enzima denominado HAT A4.

In eukaryotes DNA is packaged with histones into chromatin. One of the most important posttranslational modifications of the N-terminal tails of histones is the reversible acetylation of lysine residues. Acetylation has been correlated with the regulation of many important cellular processes such us chromatin assembly, DNA replication and gene transcription. Histone acetylation is maintained in vivo by two different enzymatic activities, namely histone acetyltransferases (HAT) and histone deacetylases (HD). The relationship between chromatin acetylation and gene transcription has become very clear since several proteins known to be transcriptional regulators have been reported to posses HAT or HD activity.In the yeast Saccharomyces cerevisiae four proteins with HAT activity have been reported, the products of the genes HAT1, GCN5, ESA1 and TAF130.By biochemical methods it had been previously reported the presence in yeast of at least four HAT activities, HAT A1, HAT A2, HAT A3 and HAT B. In this work, the biochemical analyses of the HAT activity present in yeast strains bearing mutations on HAT genes, or genes coding for proteins related to HATs, have allowed the characterization of these enzymatic activities previously described in terms of protein composition, subcellular location and substrate specificity. The biochemical study of yeast mutants has also lead to the identification of a new yeast HAT activity, HAT A4 enzyme.