Mistranslation and telomere stability

Abstract

The regulation of a stable proteome is crucial for the cell homeostasis. The translation process from the nucleotide sequence of a gene into the aminoacid sequence of a protein is associated with a basal error of 10-4 which the cell deals with through quality control mechanisms. The misincorporation of aminoacids into de novo synthesized proteins tends to rise when the cell is exposed to stressful conditions. The increase of dysfunctional proteins produced by mistranslation may induce expression of genes related to stress response and genome destabilization. In this work we used yeast as a model to study the impact of high mistranslation rates in telomere stability, since the telomeric and adjacent sub-telomeric regions are key elements on the preservation of genome integrity. Results shown that some types of induced mistranslation may in fact have an impact on telomere length, and also that some proteins’ activity, such as Pnc1 and Sir2, is important regarding telomeric DNA stability. These results shed a new light over the importance of controlling mRNA mistranslation rates in eukaryotic cells.

A manuten¸c˜ao de um proteoma est´avel ´e crucial para a homeostase celular. Ao processo de tradu¸c˜ao da sequˆencia de nucle´otidos de um gene para a sequˆencia de amino´acidos de uma prote´ına est´a associada uma taxa de erro basal de cerca de 10 −4, com a qual a c´elula lida atrav´es de mecanismos de controlo de qualidade das prote´ınas. A incorpora¸c˜ao incorrecta de amino´acidos nas prote´ınas sintetizadas de novo tende a aumentar quando as c´elulas est˜ao expostas a condi¸c˜oes de stress. Por sua vez, o aumento de prote´ınas disfuncionais provocado por erros de tradu¸c˜ao pode induzir a express˜ao de genes de resposta ao stress e destabiliza¸c˜ao do genoma. Neste trabalho, utilizou-se a levedura como modelo para o estudo do impacto de uma elevada taxa de erros de tradu¸c˜ao ao n´ıvel da estabilidade dos tel´omeros, uma vez que esta regi˜ao, juntamente com a regi˜ao subtelom´erica, representa um elemento-chave na preserva¸c˜ao da integridade do genoma. Metodologias de engenheria de tRNA foram utilizadas para induzir erros de tradu¸c˜ao, sendo a t´ecnica de Southern blot escolhida para an´alise do padr˜ao de migra¸c˜ao electrofor´etica de fragmentos de ADN correspondentes `a regi˜ao subtelom´erica. Os resultados obtidos demonstraram que os erros de tradu¸c˜ao podem, de facto, ter impacto a n´ıvel do comprimento dos tel´omeros, dependendo do tipo de erro de tradu¸c˜ao induzido, permitindo ainda confirmar a importˆancia da actividade de prote´ınas como Pnc1 e Sir2 no controlo da estabilidade do ADN telom´erico, lan¸cando uma nova luz sobre a importˆancia do controlo da taxa de erros de tradu¸c˜ao nas c´elulas eucari´oticas.