CONTROL DE LA REPLICACION EN Escherichia coli

Personal
Elena Guzmán Cabañas
Emilia Botello Cambero
Felipe Molina Rodríguez
Encarna Ferrera Guillén
Belén Mendoza Chamizo




Proyectos recientes

Amplificación Genómica Controlada por Temperatura (AGCT). Estudios de la activación térmica de la replicación cromosómica. Junta de Extremadura, I Plan Regional de Investigación y Desarrollo, proyecto IPR00C035

Control de la replicación cromosómica en Escherichia coli. MCT proyecto BMC2002-00830

La hiperestructura de replicación: Estructura y función. Junta de Extremadura, proyecto 2PR04A036, período diciembre 2004-diciembre 2007.

Grupo de investigación “Genética Molecular Bacteriana”, Junta de Extremadura GRU07061, periodo  2007.

Función y localización de la hiperestructura de replicación del DNA en E. coli. Junta de Extremadura, proyecto PRI07-A001, periodo septiembre 2007 a septiembre 2008.

Estudio de la replicación en E. coli : La hiperestructura de replicación y la replicación inducida por estrés térmico. MEC, proyecto BFU2007-63942/BMC, periodo 2008-2010.

   

Resumen
 
En nuestros trabajos de investigación abordamos el estudio de dos aspectos de la replicación cromosómica en Escherichia coli.
 
1. Inducción térmica de la replicación.
El estrés térmico activa un inicio extra de replicación (heat induced replication o HIR) que inicia en oriC, no requiere la actividad de la RNA polimerasa ni síntesis de proteínas pero requiere DnaA, PriA y RecA y para el inicio requiere el 13mero L. Los datos sugieren que esta activación se debe a una activación estructural de la secuencia oriC.
 
2. La NDP reductasa en la hiperestructura de replicación.
La inhibición de la NDPr por hidroxiurea inhibe la elongación de la replicación mientras que el mutante termosensible nrdA101 mantiene la replicación durante al menos 40 min a 42ºC. Este tiempo de replicación a la temperatura restrictiva se duplica en ausencia de la proteína Tus. Cuando se eleva la temperatura en ausencia de síntesis de RNA o de proteínas, todas las replicaciones terminan sin problema alguno, lo que sugiere la síntesis de una proteasa que degradaría la proteína parcialmente alterada por la temperatura pero aún activa en la hiperestuctura de replicación. La inactivación de la NDPr afecta también a la segregación cromosómica y, como consecuencia, a la división celular. Estos resultados sugieren que la NDPR forma parte de una hiperestructura de replicación que se organiza exclusivamente en el inicio y que protege a la enzima de su desnaturalización térmica. Esta hiperestructura estaría constituida por el replisoma, complejo de síntesis de dNTP, complejo de segregación cromosómica, membrana y DNA.

La colocalización de la NDPr con DnaX y DnaB, mediante inmunofluorescencia, demuestra la participación de la NDPr en la hiperestructura de replicación.
 
en rojo NDPr, en verde DnaX
 

Publicaciones más recientes:

Jiménez-Sánchez, A., Guzmán, E. C., Botello E. C. 1993. An approach to the control of initiation of chromosome replication in E. coli. Current Topics in Molecular Genetics,1:33-48

Jiménez-Sánchez, A., Botello E.C., Guzmán, E. C. 1994. Initiation of chromosome replication in Escherichia coli is induced by temperature shift-up. This induction increases DNA concentration if RNA polimerase activity is limiting. in The Bacterial Cell Cycle, EMBO W., 12-17.
 
Norris V., Guzmán, E. C., Jiménez-Sánchez, A., Rebollo, J.E. et al. 1994. Cell cycle control: Prokaryotic Solutions to Eukaryotic Problems? J. Theor. Biol. 168:227-230.
 
Jiménez Sánchez, A. 1995. Early evolution of the genetic code. Journal of Molecular Evolution 41: 712-716. bajar el artículo
 
Jiménez Sánchez, A. 1996. La replicación cromosómica en Escherichia coli. en Microbiología y Genetica Molecular, SEM y Univ. Huelva, p. 443-479
 
Botello, E. y A. Jiménez Sánchez. 1997. A temperature shift-up induces initiation of replication at oriC on the Escherichia coli chromosome. Mol. Microbiol. 26:133-144. bajar el artículo 
 
Molina, F., A. Jiménez Sánchez y E. C. Guzmán. 1998. Determining the optimal thymidine concentration for growing Thy- Escherichia coli strains. J. Bacteriol. 180:2992-2994. bajar el artículo  
 
Botello, E. y K. Nordstrom. 1998. Effects of chromosome underreplication on cell division in Escherichia coli. J. Bacteriol. 180:6364-6374. bajar el artículo
 
Molina, F., A. Jiménez Sánchez, J. Zyskind and E. C. Guzmán. 1999. Chromosomal insertions localized around oriC affect the cell cycle in E. coli . Biochimie 81:1-8
 
Kedar, G. C., Ozcan, F., Guzmán, E. C., Newman, V. G., and Zyskind, J.W. 2000. Role of DNA Methylation at GATC Sites in the dnaA Promoter, dnaAp2. Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology 2(3): 301-310 .

Guzmán, E.C., Caballero, J.L., and Jiménez-Sánchez, A. 2002. Ribonucleosidediphosphate reductase is a component of the replication hyperstructure in Escherichia coli. Molecular Microbiol. 43:487-495. bajar el artículo    
 
Grigorian, A.V. Lustig, R.B., Guzmán, E. C., Mahaffy, J.M., Zyskind, J.W. 2003. Escherichia coli cells with increased levels of DnaA and deficient in recombinational repair have decreased viability. Journal Bacteriol. 185(2): 630-644. bajar el artículo
 
Guzmán, E. C., Guarino, E., Riola, J., Caballero, J. L. y Jiménez-Sánchez, A. 2003. Ribonucleosidediphosphate reductase is a functional and structural component of the replication hyperstructure in Escherichia coli. Rec. Res. Dev. Molec. Biol. 1: 29-43 bajar el artículo

Molina, F. y K. Skarstad. 2004. Replication fork and SeqA locus distributions in Escherichia coli suggest a replication
hyperstructure dependent on nucleotide metabolism. Molec. Microbiol. 52:1597-1612  bajar el artículo
Ramirez M, Vinagre A, Ambrona J, Molina F, Maqueda M, Rebollo JE. 2004. Genetic instability of heterozygous, hybrid, natural wine yeasts. Appl Environ Microbiol. 70:4686-4691. bajar el artículo

Morigen, Molina F, Skarstad K. 2005. Deletion of the datA site does not affect once-per-cell-cycle timing but induces rifampin-resistant replication. J. Bacteriol. 187:3913-20.
bajar el artículo

González-Soltero, R., Jimenez-Sanchez, A., Botello, E. 2006. Induction of chromosome replication as a heat stress response in
Escherichia coli. En Modern Multidisciplinary Applied Microbiology: Exploiting Microbes and Their Interactions, pag. 122-126. Whiley  bajar el artículo 

Wilkinson, T.G., Kedar, G.C., Lee, C., Guzmán, E.C., Smith, D.W. and Zyskind, J.W.  2006.  The synchrony penotype persists after elimination of multiple GATC sites from the dnaA promoter of Escherichia coli.  J. Bacteriol. 188:4573-4576.  bajar el artículo   
González-Soltero, R., Botello, E., and  Jiménez-Sánchez, A. 2006. Initiation of heat-induced replication requires DnaA and the L-13mer of oriC. J. Bacteriol. 188:8294-8298. bajar el artículo 

Riola, J., Guarino, E., Guzmán, E.C., and  Jiménez-Sánchez, A.  2007. Differences in inhibition of NDP reductase by chemical inactivation and by the thermosensitive mutation nrdA101 in Escherichia coli suggest an effect on chromosome segregation. Cell & Molecular Biology Letters 12:70-81. bajar el artículo 
Norris, V., Blaauwen, T., Cabin-Flaman, A., Doi, R. H., Errington, J., Harshey R., Janniere, L., Jimenez-Sanchez, A., Jin, D. J., Levin, P. A., Mileykovskaya, E., Minsky, A., Saier, M., and Skarstad, K. 2007. A Taxonomy of Bacterial Hyperstructures. Microbiol. and Molec. Biol. Rev. 71:230-253. bajar el artículo   

Norris, V., Blaauwen, T., Cabin-Flaman, A., Doi, R. H., Errington, J., Harshey R., Janniere, L., Jimenez-Sanchez, A., Jin, D. J., Levin, P. A., Mileykovskaya, E., Minsky, A., Saier, M., and Skarstad, K. 2007. Bacterial Hyperstructures.
Annual Rev. Microbiology, volumen 61:309-329 bajar el artículo

Guarino, E., Jiménez-Sánchez, A., and Guzmán, E.C. 2007. Defective ribonucleoside diphosphate reductase impairs replication fork progression in Escherichia coli. J. Bacteriol. 189:3496-3501  bajar el artículo    

Guarino,E.,  Salguero, I.,
Jiménez-Sánchez, A. and Guzmán, E.C. 2007. Double-strand breaks generation under deoxyribonucleotide starvation in Escherichia coli. J. Bacteriol. 189:5782-5786  bajar el artículo

González-Soltero, R.,
Jiménez-Sánchez, A. and  Botello, E. 2008. Functional requirements for heat induced genome amplification in Escherichia coli. Process Biochemistry 43:1162-1170  bajar artículo 

Molina, F., Sánchez-Romero, M.A., and Jiménez-Sánchez, A. 2008. Dynamic organization of replication forks into factories in Escherichia coli. Process Biochem. 43:1171-1177   bajar el artículo 

Sánchez-Romero, M.A., Molina, F., and
Jiménez-Sánchez, A. 2010. Correlation between ribonucleoside-diphosphate reductase and three replication proteins in Escherichia coli. BMC Mol. Biol. 11:11 bajar el artículo  


 
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