The The isolation, characterization and functional analysis of a large number of tumor suppressor genes has allowed Kinzler and Vogelstein (Nature 386:761, 1997) to propose a new subdivision of this vast gene family in two categories, namely gatekeepers and caretakers. Gatekeepers sono i geni di suscettibilit al cancro che controllano la proliferazione cellulare o altre funzioni che, una volta inattivate, offrono un vantaggio selettivo che porta allespansione clonale e alla formazione del tumore. Caretakers funzionano per mantenere lintegrit del genoma. Prevengono linstabilit genomica e genetica. Un difetto nei caretakers non offre di per s un vantaggio selettivo ma piuttosto porta alla mutazione di altri gatekeepers. In realt i caretakers che possono dare inizio al processo di tumorigenesi forniscono un vantaggio selettivo alla cellula attraverso altre funzioni che non sono direttamente legate alla funzione del riparo (per es. linattivazione di uno dei geni del riparo responsabili per HNPCC che conferisce resistenza allapoptosi)

benzopirene aflatossina Amina aromatica

Carcinogeni umani - ambientali Aflatoxins Asbestos Benzene Cadmium Coal tar

Creosote DDT Polycyclic aromatic

hydrocarbons Radon Solar radiation

Carcinogeni umani - agenti terapeutici

Adriamycin (doxorubicin) Androgenic steroids Chlorambucil Cisplatin Cyclophosphamide Cyclosporin A

Diethylstilbestrol Ethylene oxide Melphalan Tamoxifen

Carcinogeni fisici Ultraviolet light Ionizing radiation (X-rays) Asbestos

EFFETTO BIOLOGICO DELLE RADIAZIONI SI MISURAIN GRAY (GY) CHE EQUIVALE ALLA QUANTIT DI ENERGIA CEDUTA PER UNIT DI MASSA IRRAGIATA (J/Kg)

ES. TERAPIA ONCOLOGICA: FINO AD 80 GY PER TUMORISOLIDI.

TRATTAMENTO DI DEPLEZIONE DEL MIDOLLO: 3-10 GYDOSE LETALE 50% IN ASSENZA DI INTERVENTO MEDICO:INTORNO AI 4 GY.

Micro-environment

malondialdehyde

4-hydroxynonenal

DANNI SPONTANEI A CARICO DEL DNA

Perdita spontanea di basi Migliaia di purine e centinaia di pirimidine per genoma /giorno

Deaminazione spontanea Centinaia di uracile per genoma /giorno

Adenina ipoxantina Guanina Xantina 5-metil-citosina Timina

DANNI DA RADIAZIONE UV

Dimeri di pirimidina ciclobutano CPDs (TT>TC,CT>CC)

Fotoprodotti Pirimidina (6-4) pirimidone 6-4PPs

44 bending

7-9 bending

DANNI A CARICO DEL DNA

TYPE OF DAMAGE events/cell/day % of total daily damage

Single-strand break 120000 50.9

N7-MethylGuanine > 4000 35.6

Depurination > 10000 10.2

O6-MethylGuanine 3120 1.3

Oxidized DNA 2880 1.2

Depyrimidation 1320 0.5

Cytosine deamination 360 0.2

Double-strand breaks 9 0.01

Interstrand cross-links 8 0.01

IMPORTANZA DEI MECCANISMI DI RIPARO DEL DNA

BASE EXCISION REPAIR (BER) I principali step del meccanismo di riparo BER sono:

Rimozione della base danneggiata attraverso lazione di una DNA-glicosidasi (una stima indica che questo avviene 20000 volte al giorno in ciascuna cellula). Esistono almeno 8 geni che codificano diverse DNA-glicosidasi ognuna responsabile dellidentificazione e la rimozione di una specifica base danneggiata.

Rimozione del riboso fosfato che produce un gap nel DNA. Esistono due geni che codificano per gli enzimi coinvolti in questa funzione.

Sostituzione con il nucleotide corretto. Questo dovuto alla attivit della DNA polimerasi beta, una delle 11 DNA polimerasi codificate dal genoma.

Ligazione dellinterruzione sulla singola elica. Due enzimi possono catalizzare questa reazione ed entrambi richiedono ATP.

Thymine-DNA-glycosilase

APE: Abasic site endonuclease

SHORT-PATCH and LONG-PATCH BER 4-OH-PP 4-hydroxy pentenal-fosfato (-eliminazione) PG fosfo-glicolato (radiazioni ionizzanti) PARP1 poli(ADP)riboso polimerasi Riconosce interruzioni PNK Polinucleotide kinasi/3-fosfatasi Elimina 3P Riparo SingleStrandBreak XRCC1 X-ray repair cross-complementing 1 Proteina scaffold FEN1 Flap endonuclease Elimina vecchio filamento

PCNA proliferating cellular nuclear antigen/ stimolatore attivit Pol/ e FEN1 RFC replication factor C (PCNA loading factor) RPA (ss-DNA binding protein)

CARATTERISTICHE DEL BASE EXCISION REPAIR (BER)

Il sistema di riparo BER non rappresentato da un singolo complesso enzimatico ma da una serie di sistemi enzimatici specifici per i vari tipi di danno a carico delle basi del DNA

Nonostante la molteplicit dei sistemi enzimatici coinvolti il processo avviene attraverso due soli meccanismi generali (SP-BER e LP-BER)

Il sistema di riparo BER si evoluto per il ripristino di modificazioni che avvengono naturalmente a carico delle basi o per il ripristino di danni che mimano quelli di tipo naturale

PROTEINE COINVOLTE NEL BER

DIFETTI NEL SISTEMA DI RIPARO BER

Difetti nel sistema di riparo BER sono associati con la suscettibilit al cancro e disordini neurodegenerativi:

MYH (rimuove ladenina dai mispairs: chromosome 1): riduzioni nella sua attivit sono associate con alcuni tipi di cancro colon-rettale (poliposico 30% in alternativa ad APC).

Pol : varianti con bassa fedelt sono associate al 30% dei tumori.

OOG1 (8-oxoguanine DNA glycosilase): riduzioni nella sua attivit sono associate con alcuni tipi di cancro al polmone.

UNG (Uracil DNA glicosilase): la deficienza di questo enzima associata a molti tipi di linfoma.

NUCLEOTIDE EXCISION REPAIR (NER)

Il sistema di riparo NER permette la rimozione di danni a carico del DNA che causano una distorsione nella doppia elica

Il sistema di riparo consiste nella rimozione di un tratto di singola elica del DNA di 12-25 nucleotidi e contenente lalterazione attraverso la scissione della catena riboso-fosfato alle estremit e la sintesi di un nuovo filamento

Il sistema di riparo NER estremamente flessibile in quanto in grado di riparare una moltitudine di lesioni, come la formazione di addotti delle basi, che in comune generano una alterazione o distorsione della doppia elica

LESIONI RIMOSSE DAL SISTEMA DI RIPARO NER

Le lesioni pi rilevanti rimosse dal sistema di riparo NER sono:

i dimeri di cis-sin-ciclobutano (CPDs) i fotoprodotti pirimidina-(6-4)-pirimodone (6-4PPs)

Entrambi si formano tra residui adiacenti di pirimidine e sono le due principali lesione indotte dalla radiazione solare UV. Le lesioni 6-4PPs sebbene siano meno abbondanti distorcono maggiormente lelica e vengono riparate 5 volte pi velocemente.

Il sistema di riparo NER in grado di rimuovere anche:

addotti chimici voluminosi a carico delle basi come quelli prodotti dagli idrocarburi policiclici aromatici (fumo di sigaretta)

cross-linking tra eliche indotto da agenti chemioterapici come il cis-platino o alcuni metaboliti cellulari

Il sistema di riparo NER pu anche rimuovere danni minori a carico delle basi come quelli indotti dagli agenti alchilanti ed ossidanti e che non generano distorsioni nellelica.

NER come sistema di back-up del BER

MECCANISMO DEL SISTEMA DI RIPARO NER

Il sistema di riparo NER comprende 20-30 proteine e prevede:

Il riconoscimento iniziale del danno che pu avvenire in un punto qualsiasi del genoma (GG-NER) associato allevento trascrizionale (TR-NER)

Il legame di un complesso multiproteico

Incisioni sui lati 5 e 3 dellelica danneggiata ad una distanza di diversi nucleotidi dal sito iniziale

La rimozione dellelica danneggiata

La sintesi di nuovo DNA da parte della DNA-polimerasi

Lunione dei frammenti di DNA da parte della DNA-ligasi

Malattia ereditaria autosomica recessiva;

Estrema fotosensibilit che determina severi e precoci danni a livello della cute e degli occhi;

Tumori cutanei ( Epitelioma basocellulare ,spinocellulare e melanoma) nei primi 10 anni di vita.

Nei pazienti sotto i 20 anni riportata unincidenza di melanomi e carcinomi rispettivamente 2000 e 4800 volte superiore di quella della popolazione generale.

I processi molecolari difettivi nello (XP) sono 2:

Nucleotide-Excision Repair ( NER ):

Processo alterato nella maggior parte dei pazienti con XP;

Principale meccanismo deputato alla rimozione dei fotoprodotti nelle cellule umane;

Ripristina la corretta sequenza del DNA tramite escissione del tratto contenente il danno,resintesi del tratto mancante e saldatura del filamento di nuova sintesi al tratto di DNA.

Trans-Lesion Synthesis ( TLS ) :

Processo difettivo in una minoranza i casi che costituiscono la forma variante di XP ( XP-V),caratterizzata da insorgenza tardiva e lenta progressione dei sintomi;

Opera durante la fase S del ciclo cellulare e permette al complesso deputato alla replicazione del DNA di superare il blocco costituito dalla presenza di un danno.

NUCLEOTIDE-EXCISION REPAIR ( NER )

2 sotto-pathways:Global-genome NER

( GG-NER ):

Rimuove le lesioni nei filamenti trascritti e non trascritti dei geni attivi e non attivi

Transcription-coupled NER ( TC-NER ):Rimuove le lesioni dei

filamenti trascritti dei geni attivi

A specialized NER subpathway guarding against mutations in actively transcribed

genes

GG-NER:Ruolo dei prodotti degli XP genes

1STEP: Riconoscimento del danno: XPC (Xer. Pig. Compl) XPC protein esiste come complesso

eterotrimerico costituito da XPC RAD23 centrin2

RAD23: stabilizza XPC in vivocentrin2: potenzia il riconoscimento del danno da parte di XPC

1. il GGR pu maneggiare varie lesioni strutturalmente diverse;

2. lefficienza del GGR varia a seconda del tipo di lesione:

UV-induced cyclobutane pyrimidine dimer ( CPD ) (a),

che inducono solo una piccola distorsione dellelica

sono riconosciute dallXPC soltanto scarsamente e

sono rimosse molto pi lentamente rispetto al

pyrimidine ( 6-4 ) pyrimidone photoproduct ( 6-4PP) (b)

che forma addotti pi distorti e quindi pi facilmente

riconoscibili dallXPC.

a

b

UV-DDB/ XPE: promuove il processo di riconoscimento del danno

UV-damaged DNA binding protein ( UV-DDB) un eterodimero costituito da 2 subunit:

DDB1 e DDB2 ( prodotto del gene XPE)

questo complesso esibisce una pi alta e specifica affinit di legame dell XPC complex verso certi tipi di lesioni come il CPD (cyclobutane pyrimidine dimers) ( il riparo del CPD severamente danneggiato in fibroblasti isolati da pazienti XP-E )

Quando DDB2 poliubiquitilata,UV-DDB perde la sua capacit di legare il DNA danneggiato;Mentre XPC ubiquitilata mantiene la sua attivit di DNA-bindingLubiquitinazione aiuta UV-DDB a dissociarsi dalla lesione promuovendo il trasfeimento della lesione da UV-DDB a XPC iniziando il NER!!!

2STEP:Srotolamento del DNA duplex

TFIIH ( transcription factor IIH ): complesso multifunzionale composto da 10 subunit,inclusi i prodotti dei geni

XPB e XPD TFIIH viene reclutato attraverso linterazione diretta con XPC attraverso XPB

e p62 ( 62 kDa subunit ) TFIIH interagisce anche con RNA polimerasi II,CSA e CSB del TCR

XPB e XPD Mostrano 7 motivi conservati con le DNA elicasi

ATP-dipendenti : XPB attivit 3 5 elicasi XPD attivit 5 3 elicasi ( stimolata fortemente dallinterazione con p44 subunit di TFIIH; molte mutazioni identificate nei pazienti XP-D compromettono tale interazione ) XPB- XPD- elicasi sondano individuali filamenti

del DNA muovendosi nella stessa direzione discriminazione tra filamento danneggiato e non danneggiato

3 STEP: Pre-incision complex assembly

Assemblaggio di un complesso contenente DNA completamente aperto

Pre-incision complex : XPG : strutturalmente richiesto per la formazione della struttura completamente aperta forte interazione fisica con TFIIH

XPA: attivit di legame al DNA danneggiato; contiene un dominio a dita di zinco coinvolto in uninterazione proteina-proteina con la Replication Protein A ( RPA ) complesso proteico eterotrimerico che lega e stabilizza le regioni di DNA a singolo filamento

4 STEP: Dual incision

Pre-incision complex

Introduzione di rotture a singolo filamento nel filamento danneggiato:

ERCC1-XPF complex - XPG

ERCC1-XPF e XPG : endonucleasi struttura-specifiche che tagliano il DNA a livello delle giunzioni tra regioni a doppio filamento e regioni a singolo filamento; Hanno differenti polarit: ERCC1-XPF taglia il DNA allestremit 5 di una bolla; XPG taglia il DNA allestremit 3 di una bolla

Rilascio di oligonucleotide di 24-32 nucleotidi contenente i nucleotidi danneggiati

5 STEP:DNA repair synthesis

Rimozione delloligonucleotide contenente il danno

Riempimento dello spazio vuoto da parte della DNA pol o

Tale sintesi di DNA dipende dal proliferating cell nuclear antigen ( PCNA )

PCNA forma una morsa omotrimerica caricata con lestremit 3 di un primer che serve per permettere lallungamento della catena da parte della DNA pol

DIFETTI NEL SISTEMA DI RIPARO NER

MISMATCH REPAIR (MMR)

Meccanismo che riconosce danni a carico del DNA che causano alterazione nella doppia elica del DNA (mismatch tra basi e piccoli loop di ssDNA)

Per il riparo viene utilizzata lelica parentale (si assume che il danno sia avvenuto durante lultima replicazione)

Costituito da due sistemi enzimatici Sistema enzimatico che riconosce il mismatch Sistema che riconosce lelica parentale e provoca una

incisione nellelica neosintetizzata nelle vicinanze del sito danneggiato

Il meccanismo viene completato dallazione della DNA-polimerasi che sintetizza il nuovo filamento di DNA su stampo del filamento parentale

Methyl-directed mismatch repairCH3 CH3

CH3 CH3

CH3 CH3MutS

MutL

CH3 CH3

MutL MutS

MutH MutH

MutS, MutL, ATP ADP+Pi

MutH, ATP ADP+Pi

1. Mismatch within 1 kb of methylated GATC

2. MutS and MutH bind to mismatched spots along the DNA (except C-C)

3. DNA on both sides of the Mitsmatch runs through MutS:MutL complex

4. MutH binds to MutL and to GATC

5. Endonuclease of MutH cleaves unmethylated DNA at hemimethylated GATC

5 3

5 3

5

5

DIFETTI NEL SISTEMA DI RIPARO MMR Hereditary non-polyposis colon cancer (HNPCC)

forma di cancro al colon caratterizzata dalla insorgenza in et precoce e dalla ereditariet autosomica dominante

frequentemente associata con difetti nei geni codificanti MSH2 (35% dei casi) e MLH1 (circa 60% dei casi)

MSH2 e MLH1 sono essenziali per la formazione di eterodimeri funzionali di MutS e MutL

saltuariamente associata con difetti in altri geni del sistema di riparo MMR (MSH6, PMS2 e PMS1), conseguenza della ridondanza di questi ultimi geni che li rende singolarmente non essenziali per il MMR

La HNPCC quasi sempre associata con difetti nella riparazione del DNA evidenziate nella "instabilit del DNA microsatellite" (microsatellite instability o MIN) rappresentata da variazioni nel numero delle unit di sequenza ripetute [An, (GGC)n, (CA)n]

In molti casi di cancro al colon associati con MIN ma senza alterazioni a carico dei geni del sistema MMR, stata osservata una metilazione estesa del promotore di MLH1 che lo silenzia

probabilmente tutti i casi di cancro al colon associati a MIN sono dovuti a difetti nel sistema di riparo MMR

HNPCC=HereditaryNon-polyposis colon cancer

Microsatelliti

STRAND-BREAK REPAIR Le radiazioni ionizzanti ed alcuni agenti chimici possono produrre rotture che riguardano

la singola elica (single-strand breaks o SSBs) la doppia elica (double-strand breaks o DSBs)

I meccanismi di riparo per gli strand-breaks sono essenziali per la sopravvivenza della cellula

Le rotture nella singola elica vengono riparate attraverso un solo tipo di meccanismo

Single-strand breaks repair (SSBR)

Le rotture nella doppia elica possono essere riparate attraverso due tipi di meccanismo

Double-strand breaks repair by non-homologous end joining (NHEJ)

Double-strand breaks repair by homologous recombination (HR)

SINGLE-STRAND BREAKS REPAIR (SSBR) Le rotture nella singola elica vengono riparate attraverso un meccanismo comune al sistema di riparo BER (short-patch BER)

PARP riconosce le interruzioni

XRCC1 ha le funzioni di proteina scaffold

La PNK Polinucleotide kinasi/3-fosfatasi prepara le estremit

La DNA polimerasi riempie linterruzione

La DNA ligasi 3 unisce le estremit

FORMAZIONE DI DSBs

Formazione dei DNA double-strand breaks (DSBs). I DSBs doppi (two-ended) possono formarsi quando il DNA duplex rotto in due frammenti, ad esempio a causa di radiazioni. I two-ended DBSs possono essere riparati attraverso la homologous recombination (HR) usando i cromatidi fratelli intatti, oppure attraverso la non-homologous DNA end-joining (NHEJ) che per pu portare ad un riarrangiamento della sequenza. I DSBs singoli (one-ended) si generano quando la forca di replicazione incontra un single-strand DNA break che non stato riparato. In questo caso la homologous recombination tra i cromatidi fratelli affiancati nella forca di replicazione il meccanismo di riparo preferito e pi accurato.

DNA damage: DSB: double strand break dovuti a radicalidellossigeno, ad errori di replicazione o a radiazioniionizzanti.

Riparo:

HDR:homology-directed-repair dove una sequenzaomologa rappresenta lo stampo per il riparo ed in questo casosister cromatidi identici sono preferiti ad altre regioniomologhe su altri cromosomi. E un tipo di riparo pi preciso.

NHEJ (non homologous end joining): in questo caso leporzioni terminali di una rottura sono spesso modificatedallaggiunta o dala delezione di nucleotidi che vengono ligatiper restaurare la continuit con legami covalenti delcromosoma che ha subito la rottura.

Ambedue i meccanismo quindi rstabiliscono la continuit delcromosoma, tuttavia il secondo lo fa a rischio di sacrificarelintegrit della sequenza locale.

NON-HOMOLOGS END JOINING (NHJE) Le rotture nella doppia elica possono essere riparate attraverso un meccanismo diretto che prevede lunione dei due frammenti di DNA

La proteina Ku (eterodimero Ku70/Ku80) si lega alle estremit del DNA e richiama la DNA-PKcs (DNA-dependent protein kinase catalitic subunit) formando lenzima DNA-PK

DNA-PK promuove la giustapposizione delle estremit delle due molecole di DNA e, se non necessario un loro processamento, richiama i fattori addizionale per la ligazione.

Se necessaria una modifica delle estremit, DNA-PK attiva la proteina Artemis che agisce come endonucleasi processando le estremit del DNA e generando dei filamenti a singola elica che possono appaiare. Possono intervenire altre attivit di processamento come la TdT (terminal-deoxynucleotide transferase) e le Pol o Pol La proteina Ku richiama il complesso XRCC4/DNA-ligasi IV che riunisce le estremit. XLF agisce come fattore ausiliario. Nel caso di processamento delle estremit possibile la perdita di alcuni nucleotidi nel punto di riparo

NHJE

NHEJ Il meccanismo di riparo NHJE si basa su attivit proteiche importanti

Errori nel meccanismo di riparo NHJE possono causare traslocazioni, frequentemente associate con forme di cancro

HOMOLOGOUS RICOMBINATION (HR) Nella ricombinazione omologa le interruzioni su di una doppia elica vengono riparate utilizzando il cromosoma fratello (presente in fase G2 dopo la replicazione del DNA) oppure il cromosoma omologo (presente in fase G1)

Il meccanismo della HR prevede passaggi che sono in comune con il sistema di ricombinazione del DNA che opera durante la meiosi

Due proteine utilizzate nel meccanismo HR sono codificate dai geni BRCA-1 e BRCA-2. Mutazioni in questi geni sono associate a forme di cancro

HR Strand resection: Generazione di 3 ssDNA tails da parte del complesso MRN (Mre11, Nbs1 e Rad50)

Coating: RPA (ssDNA binding) copre il tratto ssDNA

RAD loading: Rad51 ed altre proteine (Rad52, Rad54, BRCA-1 e BRCA-2) formano un complesso che promuove linvasione e lappaiamento con la sequenza omologa non danneggiata

Stand invasion and repair: Una volta che lelica interrotta appaia con la sequenza omologa la DNA polimerasi ripara linterruzione

RING BRCT

ER

p53

ZBRK1RAD50

RAD51 BRCA2

Functions of BRCA1

Ubiquitination, DNA repair, transcriptional regulation

RB1CtIPRNA Hel A

p300/CBPBACH1

MSH2

MSH2

BRCA2

RPA:replication protein ARAD51:recombinase

Gudmundsdottir K and Ashworth: The role of BRCA1 and BRCA2 and associated proteins in the maintenance of genomic stabilityOncogene 2006 25:5864

Genomic Instability-an evolving hallmark of cancerNegrini et al. Nature Reviews of Molecular and Cellular Biology March 2010

High-throughput sequencing studies 11 breast cancer (1137 genes mutated, 167 validated) and 11 colon cancer: (1137 genes, 183 validated) but only few genes were found to be mutated, deleted or amplified at high frequency (20%).

Soliti noti: p53; ras, EGFR, RAS, p16INK4, CDK2A, PTEN, NF1 con qualche Specificit per i tumori: es. RAS nel pancreas e nel polmone, nel glioblastoma PTEN, NF1, EGFR

Ipotesi: la instabilit genomica soprattutto dovuta allo stress oncogenico in assenzadei checkpoints.

Telomeres and cancer Weinberg and colleagues2 show that alterations in at least four pathways are needed.

Tumour formation can be mimicked in the laboratory by delivering the catalytic hTERT subunit of telomerase (which maintains telomere length), combined with SV40 large-T antigen, LT (which inactivates both the p53 and retinoblastoma (pRb) pathways), and an activated ras oncogene (which induces transformation to a cancerous state, allowing cells to grow indefinitely in the absence of growth factors). Nature 1999

Telomeri: sequenze ripetute migliaia di volte. Critical point: alcune centinaia di copie. Se lerosione continua siha perdita di informazione subtelomerica, ricombinazione, instabilit e aneuploidia. Lo switch della telomerasipPreviene il fenomeno. Questo avviene in alcune cellule embrionali, in cellule staminali adulte e cellule del sistema immunitario.

Barbara Mc Clintock negli anni 30 not come cromosomi frammentati tendono a fondersi mentre quelli normali sono pi stabili. Nel 1988 i telomeri vennero sequenziati.

Telomeri: lunghezza: 9-15 kb in humans fino a 100 Kb in mouse

Dominantenegativo diTRF2 attivaATM shelterine

Loss of TRF2 causes rapid uncappingand ligation of chromosome ends

Inhibition of either POT1 or TPP1leads to a potent DNA damage response

Mutations in a telomere binding proteinleads to skin carcinoma by inducing telomere dysfunction directly, withouttelomere shortening

Topi mutati TPP1acd/acd hanno difetti nel capping dei telomeri che porta ad una displasiaadrenocorticale. Spesso c morte in utero. Che succede se si toglie p53? Incroci con topip53-/-. I topi vivono e stanno meglio, per sviluppano carcinomi (non sarcomi come nel caso di p53 -/-) come TERC -/- p53+/-. Molte traslocazioni. Come negli anziani? (Else et al. 2009 Cancer Cell 15, 465)

ACD: adrenocorticalDisplasia: displasiadelle ghiandole, perditadella linea germinale maschile e iperpigmentazionedella pelle.

p53-defective:I topi si sviluppanonormalmente, liperpigmentazionescompare. Fenotipo normale ma..Carcinomi!

A. Sfier, T. de Lange, Removal of shelterin reveals the telomere end-protection problem, Science, 336, 593-97,

20126 pathways:

Repressor in shelterin

Repressor

ATM TRF2ATR POT1aNHEJ TRF2HDR Rap1+Pot1 Ku70/80Alt-NHEJ reduntant Ku70/80

5-resection Reduntant? 53BP1

Telomeri: lunghezza: 9-15 kb in humans fino a 100 Kb in mouse

Dominantenegativo diTRF2 attivaATM shelterine

Loss of TRF2 causes rapid uncappingand ligation of chromosome ends

Inhibition of either POT1 or TPP1leads to a potent DNA damage response

Mutations in a telomere binding proteinleads to skin carcinoma by inducing telomere dysfunction directly, withouttelomere shortening

Topi mutati TPP1acd/acd hanno difetti nel capping dei telomeri che porta ad una displasiaadrenocorticale. Spesso c morte in utero. Che succede se si toglie p53? Incroci con topip53-/-. I topi vivono e stanno meglio, per sviluppano carcinomi (non sarcomi come nel caso di p53 -/-) come TERC -/- p53+/-. Molte traslocazioni. Come negli anziani? (Else et al. 2009 Cancer Cell 15, 465)

ACD: adrenocorticalDisplasia: displasiadelle ghiandole, perditadella linea germinale maschile e iperpigmentazionedella pelle.

p53-defective:I topi si sviluppanonormalmente, liperpigmentazionescompare. Fenotipo normale ma..Carcinomi!

A. Sfier, T. de Lange, Removal of shelterin reveals the telomere end-protection problem, Science, 336, 593-97,

20126 pathways:

Repressor in shelterin

Repressor

ATM TRF2ATR POT1aNHEJ TRF2HDR Rap1+Pot1 Ku70/80Alt-NHEJ reduntant Ku70/80

5-resection Reduntant? 53BP1