Study of translesion DNA synthesis in Caulobacter crescentus.

Como é de suma importância a integridade da informação contida no DNA, este recebe proteção contra agentes danosos que podem prejudicar sua estrutura. Mesmo em caso de dano, a célula possui um grupo de proteínas que estão envolvidas na correção e mitigação destes danos. O primeiro grupo é um conjunto de proteínas envolvidas no reparo de DNA livre de erro. Caso estas proteínas não consigam minimizar os danos, outro conjunto de proteínas é expresso como uma alternativa ao reparo. Dentre estas, estão as DNA polimerases especializadas em usar uma fita de DNA danificada como molde para replicação. Este mecanismo possibilita à célula sobreviver aos danos potencialmente citotóxicos, às custas de mutagênese. Em bactérias, a reposta ao dano de DNA envolve um conjunto de proteínas que são expressas como parte da resposta SOS. Dentre elas estão enzimas envolvidas na síntese translesão (TLS). Diferentemente de Escherichia coli que possui três polimerases propensas a erro especializadas em TLS, Caulobacter crescentus possui um cassete mutagênico imuABC que está implicado na síntese de DNA usando como molde uma fita danificada. Neste trabalho, estudamos o mecanismo de TLS mediado por ImuABC nesta bactéria, e encontramos uma série de diferenças com o mecanismo de bypass realizado pela principal polimerase implicada em TLS em E. coli (Pol V). As proteínas ImuABC quando expressas em níveis máximos da resposta SOS não são capazes de aumentar as taxas de mutagênese espontânea. O produto do operon imuABC, diferentemente da Pol V, não necessita de RecA para realizar TLS. Apenas a expressão destas proteínas em um background sem o gene recA já é suficiente para que ocorra a mutagênese induzida por UVC. Ao estudar a mutagênese como resposta ao dano de DNA induzido por radiação UVC em níveis genômicos em C. crescentus, notamos que a maioria das mutações encontradas está presente em regiões que possuem pirimidinas adjacentes que sabidamente são extremamente reativas à radiação UVC, levando à formação de fotoprodutos. Nossos dados sugerem que existe uma região no cromossomo circular de C. crescentus que é preferencialmente mutada, e este acúmulo de mutações pode ser consequência do reparo que acontece próximo à origem replicativa, deixando as mutações acumuladas próximas à região de término da replicação.As the integrity of information contained in DNA is of utmost importance, it receives protection against harmful agents that may harm its structure. Even in case of damage, the cell has a group of proteins that are involved in the correction and mitigation of these damages. The first group is a set of proteins involved in error-free DNA repair. If these proteins fail to minimize damage, another set of proteins is expressed as an alternative to repair. Among these are DNA polymerases that specialize in using a damaged DNA strand as a template for replication. This mechanism enables the cell to survive potentially cytotoxic damage at the expense of mutagenesis. In bacteria, the DNA damage response involves a set of proteins that are expressed as part of the SOS response. Among them are enzymes involved in translesion synthesis (TLS). Unlike Escherichia coli that has three TLS error-prone polymerases, Caulobacter crescentus bears the imuABC mutagenic cassette that is involved in DNA synthesis using a damaged template. In this work, we studied the mechanism of TLS mediated by ImuABC in this bacterium, and we found a number of differences relative to the characteristics of the principal polymerase involved in TLS in E. coli (Pol V). ImuABC proteins when expressed at maximum levels of the SOS response are not able to increase the rates of spontaneous mutagenesis. ImuABC, unlike Pol V, does not require RecA to perform TLS. The presence of these proteins in a background without the recA gene is sufficient for UVC-induced mutagenesis to occur. In studying mutagenesis as a response to DNA damage induced by UVC radiation at genomic levels in C. crescentus, we noted that most of the mutations found are present in regions that have adjacent pyrimidines, which are known to be extremely reactive to UVC radiation, leading to the formation of photoproducts. Our data suggest that there is a region on the circular chromosome of C. crescentus that is preferably mutated, and this accumulation of mutations may be a consequence of the repair occurring near the replicative origin, leaving the accumulated mutations close to the replication termination region