Resumen de Actividad de la proteína intrínsecamente desordenada p15PAF o cómo el desorden orquesta la replicación celular
Del replisoma. PCNA, de forma toroidal, rodea el DNA y ata las polimerasas y otros factores a la plantilla genómica para una síntesis rápida y procesiva. PCNA puede deslizar bidireccionalmente a lo largo del dúplex de DNA rastreando su columna vertebral mediante un mecanismo de «rueda dentada» basado en interacciones polares efímeras que mantienen la orientación de la pinza invariante en relación con la doble hélice. La mutación de residuos en esta interfaz de interacción PCNA-DNA hace desfavorable el inicio de la síntesis de DNA por Pol δ, por lo tanto, es necesaria una pinza orientada correctamente en el DNA para el ensamblaje de una holoenzima pol δ-PCNA competente en replicación.
La cara del interior del anillo de PCNA, además de ser crucial para la función de PCNA como factor de procesividad durante la replicación, está altamente regulada para controlar la resistencia al daño en el DNA. Se puede modular (i) a través de la acetilación de su lisina 20, lo que estimula la reparación por recombinación homóloga, o (ii) mediante la unión de p15PAF, lo que desactiva el baipás de lesión en el DNA.
p15PAF es una proteína intrínsecamente desordenada que atraviesa el canal del anillo de PCNA, uniendo su dominio PIP-box al bolsillo hidrofóbico de la cara frontal de la pinza y estableciendo contactos también con la superficie deslizante de la abrazadera para asomar su cola N-terminal por la cara trasera. Cuando dos moléculas de p15PAF ocupan dos subunidades del homotrímero de PCNA, el DNA dentro del canal del anillo se une a la subunidad que queda desocupada y no desplaza a p15PAF de la pared del anillo interno de PCNA. Cuando p15PAF está unida a PCNA, se reduce la superficie deslizante disponible de la abrazadera, así que p15PAF puede estar funcionando como un cinturón que abrocha el DNA a PCNA durante la síntesis por la polimerasa replicativa Pol δ. Esta restricción de la superficie deslizante, sin embargo, necesita ser eliminada para un baipás eficaz de la lesión del DNA por parte de la polimerasa de síntesis translesión Pol η.
PCNA es estable en forma de anillo cerrado y, por lo tanto, debe cargarse activamente en las uniones cebador/plantilla del DNA, colocándose exactamente en el lugar y posición correctas para una replicación procesiva. La apertura y carga de PCNA la lleva a cabo el cargador de la pinza RFC. Una vez en el DNA, PCNA se vuelve a sellar alrededor del DNA y entonces el cargador de la pinza es expulsado. Cuando PCNA ya no es necesaria anclada en el DNA, el complejo RFC es el encargado de retirarla abriéndola y soltándola fuera de la doble hebra. Pero la flexibilidad intrínseca de PCNA hace que tenga cierta predisposición a estar en estado abierto separando dos de sus subunidades a través de su interfaz. Esto, que favorece la apertura del anillo por parte de RFC para lograr el ensamblado alrededor del DNA, puede ser un problema para mantenerla cerrada en la unión cebador/plantilla. De hecho, la estabilidad de las interfaces entre subunidades de PCNA disminuye cuando se une al DNA después de ser cargada por RFC, y dicha estabilidad solo la ve recuperada cuando p15PAF se ancla por su dominio PIP-box a sus bolsillos hidrofóbicos, grapando así las subunidades de la pinza e impidiendo su salida prematura del complejo con el DNA. Además de estabilizar la forma cerrada del anillo de PCNA, cuando p15PAF está anclada a su cara frontal, impide que RFC se aproxime, se una a ella y la desenganche de la unión cebador/plantilla.
