Reiniciación de la transcripción en el ciclo celular: Nucleologénesis

Resumen

La transición de telofase al periodo G1 interfásico incluye el proceso de nucleologénesis o reorganización nucelolar en la que específicas regiones (NOR) de determinados cromosomas en cada cariotipo se encuentran involucradas en la formación de los nuevos nucleolos.

Los estudios realizados en células que efectúan esta transición muestran que tanto la síntesis de proteínas como la de RNA, que son inexistentes en las etapas medias de la mitosis, aumentan su intensidad al final de la telofase, precisamente durante el periodo de reorganización nucleolar, justamente cuando son observados los llamados cuerpos prenucleolares en la superficie de los cromosomas.

Para abordar de qué manera podrían influir la biosíntesis de proteínas y del RNA en la nucleologénesis se partió de varios hechos: a) El marcado citocinesis por inhibición mediante cafeína; b) el conocimiento de que la nucleologénesis abarca a un 7,4% de la duración del ciclo celular y se sitúa entre telofase y G1 temprano; c) la aplicación de inhibidores de síntesis de proteínas o de RNA antes, durante y posteriormente al marcado binucleado y su análisis sobre la reorganización celular.

Experimentalmente se demostró que los cuerpos prenucleolares no eran productos inmediatos de la actividad transcripcional de los cromosomas postmetafásicos, apareciendo independientemente de una simultánea síntesis de proteínas. La correlación cronológica perfecta entre la desaparición de los cuerpos prenucleolares y la nucleologénesis completa, así como su adelantamiento mediante inhibición de síntesis de proteínas o su bloqueo por inhibición de la síntesis de RNA, mostraron concluyentemente qué factores se encontraban en el proceso de nucleologénesis.

La existencia del NOR no siempre asegura la reorganización de un nucleolo. Puede existir dominancia de unos NORs sobre otros, tanto inter- como intra-específicos, formándose un número de nucleolos inferior al número de NORs, debiéndose a proteínas de unión al DNA condicionadas por el nivel de metilación de sus citosinas. Esta dominancia en la nucleologénesis es detallada en sus diferentes fases.

Palabras clave: Transcripción celular.- Nucleologénesis

Abstract

The transition from a telophase to the G1 of a new cell cycle includes the nucleologenesis process o nucleolar reorganization. In it, specific chromosomal regions of the karyitype, the nucleolar organizer regions (NORs) are involved in the development of the new nucleoli responsible for the synthesis of ribosomal RNAs in the cell.

Synthesis of both RNA and proteins are cancelled or very low in the central stages of mitosis. They re-start or increase again by telophase completion, when many small prenucleolar bodies appear on the surface of chromosomes. To assess how the reinitiation of RNA and protein synthesis at the beginning of the new cycle affect the nucleologenesis process, three premises were used: a) synchronous telophases become binucleate cells in eartly G1 if blocking their cytokinesis by caffeine; b) the whole nucleologenesis takes place in a time window that represent only 7.4% of the whole cell cycle duration, RNA or protein synthesis at different times of the nucleologenesis process. They were used for the kinematic study of the process.

It was shown, for the first time, that the prenucleolar bodies were not product of nay concurrent RNA synthesis taking place after metaphase. Moreover, their appearance was also independent from the reinitiation of the mature nucleoli were growing, the advancement in the completion of the nucleologenesis when the simultaneous protein synthesis was prevented, and their inhibition when the re-start of rDNA synthesis was prevented, allowed to design a model integrating the different factors involved in nucleolar formation.

Lastly, it is a long standing fact that the presence of a NOR does not always ensure the development of a nucleolus on it. Thus, a NOR could result active (dominant) in developing a nucleolus versus okther interspecific, independent from the normal fusion of nucleoli formed in different NORs. Nucleolar dominance or amphiplastia can be achieved by selective hypomethylation of cytosines in certain NORs. The factors involved in such process has been determined.

Keywords: Celular transcription.- Nucleologenesis.