Reprogramación epigenética- ¿Es la desaminación la clave de la desmetilación del ADN?

Universidad de Montemorelos[pic 1]

Facultad de Ciencias de la Salud

Escuela de Químico Clínico Biólogo

Ensayo: Reprogramación epigenética- ¿Es la desaminación la clave de la desmetilación del ADN?

Dra. Gabriela Domínguez

Mancilla Trillo Angie Samyra

A 8 de octubre del 2021

Reprogramación epigenética: ¿es la desaminación la clave de la desmetilación del ADN?

Hallazgos recientes sugieren que las citidinas desaminasas pueden ser actores clave en la desmetilación activa del ADN. Un candidato de los más investigados es la citidina desaminasa inducida por activación (AID) que es mejor conocida por su papel en la generación de diversidad de anticuerpos secundarios en las células B. En este artículo se evalúa la evidencia de citidina desaminasa en las vías de metilación de ADN en vertebrados.

La desmetilación se puede lograr mediante mecanismos tanto pasivos como activos. La desmetilación pasiva se basa en la replicación del ADN en ausencia de actividad de mantenimiento del ADN metiltransferasa, de modo que las citosinas no metiladas se incorporan en nuevas cadenas de ADN. Durante la desmetilación activa, las citosinas metiladas se reemplazan por otras no metiladas mediante un proceso enzimático independiente de la replicación del ADN.

Posibles desmetilasas de ADN en vertebrados

El establecimiento de la metilación del ADN se logra mediante enzimas metiltransferasas de ADN que están bien caracterizadas en plantas y animales.

Por el contrario, las enzimas implicadas en la desmetilación del ADN se han identificado en plantas, pero sus equivalentes en mamíferos han sido objeto de controversia.

Se sabe que las glicosilasas de ADN bifuncionales Represor de silenciamiento 1 (ROS1) y Demeter (DME) son las primeras enzimas en la vía de desmetilación en plantas. Primero reconocen y se unen a la citosina metilada y, en segundo lugar, la extirpan del ADN mediante escisión hidrolítica. Esto crea un sitio básico que puede llenarse con una citosina no metilada mediante la maquinaria de reparación del ADN. 

Las glicosilasas de mamíferos timina ADN glicosilasa (TDG) y la proteína 4 del dominio de unión a metil-CpG (MBD4) pueden hidrolizar eficientemente el enlace N-glicosídico entre timina y desoxirribosa, lo que eventualmente conduce a la eliminación de la base y son capaces de escindir el enlace entre 5 meC y desoxirribosa in vitro; sin embargo, su actividad a 5 meCs es de 30 a 40 veces menor que a las timinas.

Se ha sugerido que otras proteínas poseen actividad de desmetilación del ADN, incluidas DNMT, MBD2, MBD3 y Gadd45a (detención del crecimiento y proteína alfa inducible por daño del ADN).  Gadd45a se ha demostrado que contribuyen a la desmetilación activa de ADN de plásmido inyectado en oocitos de rana y la desmetilación del promotor específico del locus en células de mamífero cultivadas. Sin embargo, los ratones mutantes Gadd45a no muestran defectos en la metilación del ADN, por lo que también se ha cuestionado su papel en la desmetilación del ADN.

Las proteínas AID y APOBEC son citidina desaminasas dependientes de zinc que actúan sobre polinucleótidos monocatenarios y citosinas desaminantes en diferentes contextos. El ion zinc que actúa con la desaminasa está coordinado por tres aminoácidos: una histidina y dos cisteínas, o tres cisteínas.

La desaminación hidrolítica de las citosinas se produce mediante un ataque nucleofílico del hidróxido de zinc sobre el carbono 4 de pirimidina que lleva el grupo amina.

Entre la familia AID / Apobec, Aid y Apobec1 se expresan en ovocitos y embriones de mamíferos en las etapas en las que se produce la desmetilación global del ADN. Pueden desaminar 5meC a timina in vitro, lo que, seguido de la reparación del desajuste de GT, podría conducir a la desmetilación del ADN. Se descubrió originalmente que APOBEC1 convertía la citosina en uracilo en la transcripción de la apolipoproteína B, mientras que AID cataliza la misma conversión de base de forma repetitiva y preferencial en el ADN monocatenario a lo largo de los loci de inmunoglobulina. Curiosamente, los experimentos de Rai y sus colegas sugieren que el acoplamiento de AID y Apobec2 junto con la glicosilasa Mbd4 puede conducir a la desmetilación activa del ADN en embriones de pez cebra.

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