Estructura, regulación y funciones del gen supresor de tumores p53

Augusto Silva, Ana Gutiérrez del Arroyo, Carmen Arias e Iciar Lazaro.

CIB. CSIC

Velázquez 144, 28006 Madrid

El gen supresor de tumores p53, esta directamente implicado en detener la formación y desarrollo de tumores. Es el gen más frecuentemente mutado en cáncer humano. Se activa cuando la célula sufre daños en su DNA o cuando es sometida a estrés celular. Bajo estas condiciones, p53 sufre un proceso de activación post-tranducional y muchos de sus residuos son modificados por fosforilación, acetilación o sumolización. En condiciones normales p53 esta presente en bajos niveles en todas las células. Cuando la célula es agredida por agentes externos, p53 activa sus funciones que conlleva la parada del ciclo celular, la reparación del DNA por daño o la entrada en apoptosis. Estos procesos son en gran medida dependientes de la capacidad de p53 de activar la transcripción de determinados genes.

En este resumen pasaremos revista sobre la estructura de p53, tanto a nivel genómico como proteico, su regulación tras la agresión celular y las funciones en las que está implicada. Analizaremos como muchas de las mutaciones presentes en tumores humanos, pueden modificar parte de estas funciones, lo que le confiere un papel esencial en el estudio de la formación y desarrollo de tumores y repasaremos algunos aspectos recientes de su papel en la capacidad de regular el numero correcto de cromosomas.

La  proteína p53, denominada así por su peso molecular (53Kdaltons), se ha convertido en objeto de estudio intenso cuando se observó que un alto porcentaje de los cánceres humanos contenían mutaciones en p53(1-3). La proteína p53 juega un papel crucial en la regulación de la proliferación celular y en la respuesta de la célula a estímulos de estrés; p53 induce tanto la parada del ciclo celular que previene la replicación de DNA dañado, como la activación de la apoptosis para eliminar células “defectuosas”(4). De hecho, la pérdida del gen p53 genera animales viables pero altamente susceptibles a padecer cáncer, como es el caso de los ratones TP53-nulos(5, 6). En humanos, las mutaciones de p53 se localizan mayoritariamente en células somáticas, con mutación de un alelo y perdida completa de la proteína “salvaje”. La presencia de mutantes de p53 en línea germinal se asocian con el síndrome Li-Fraumeni, una predisposición hereditaria a padecer cáncer a edad temprana(7)(Figura 1).

Los estudios que se están llevando a cabo ahora en numerosos laboratorios, y a los que pretende contribuir este trabajo, se centran principalmente en descifrar mecanismos en los cuales está implicada la función de p53 para prevenir el cáncer, cuales son las señales que activan a la proteína para elaborar futuras estrategias terapéuticas y su papel como modulador de la apoptosis(3, 4, 8-10).

p53 es una proteína supresora de tumores

Los genes supresores de tumores son genes que evitan la transformación tumoral. En estado “salvaje” su activación impide la transformación celular inducida por oncogenes como c-myc o ras, y mantiene una correcta tasa de crecimiento celular impidiendo los procesos de división celular inadecuados permitiendo una correcta homeostasis del organismo. En condiciones en los cuales un gen supresor deja de funcionar correctamente puede ser responsable de la formación de tumores. En la actualidad se han descrito más de 30 genes considerados supresores de tumores, de los cuales, la mitad aproximadamente, se han encontrado mutados o deleccionados en cánceres humanos. El primer gen descrito que codificaba una proteína supresora de tumores fue p53. Descubierto en 1979, p53 fue considerado durante una decada como uno nuevo oncogén –capaz de inducir transformación celular o tumores-  ya que inicialmente el gen p53 descubierto era una forma mutada e inactiva de p53 y por lo tanto cooperaba con otros oncogenes en los procesos de transformación celular. 

Posteriormente se descubrió como p53 formaba parte de la nueva familia de proteínas supresoras de tumores que tenían en común su papel anti-tumoral y la alta frecuencia con que aparecían mutadas en tumores (Figura 2). Otros miembros supresores de tumores son el retinoblastoma (Rb) (retinoblastomas y sarcomas), Brca1 y Brca2, (cáncer de mama y útero), p16^INK4a (melanomas), APC (Adenomatous Polyposis Coli, poliposis adenomatosa familiar o cáncer de colon), etc.(4, 11-16).

La mayoría de las mutaciones de estos genes supresores son recesivas y la pérdida total de función requiere generalmente (p53 es la excepción) la inactivación de ambas copias cromosómicas.  Las mutaciones en p53 son diferentes que las que se encuentran en la mayoría de los supresores tumorales. Los genes Rb y APC, por ejemplo, se inactivan normalmente por mutaciones (nonsense) sin sentido que generan un codón de terminación y la proteína truncada o inestable; sin embargo, en p53 más del 70% de las mutaciones son las denominadas de (missense) diferente sentido que provocan el cambio en una base en un codon y que cambia un aminoácido (Figura 3). En el caso de p53, la proteína “salvaje” tiene una corta vida media y es muy difícil de detectar mediante técnicas que utilicen anticuerpos anti-p53, mientras que las proteínas p53 mutantes, presentes en tumores humanos, al cambiar solo un único aminoácido genera siempre una proteína con cambios conformacionales que incrementan su estabilidad y por lo tanto su acumulación y fácil detección de la proteína p53(17). Aunque en la mayoría de los casos la mutación se produce inicialmente en uno de los dos alelos, la proteína p53 mutante, anula la expresión del alelo “salvaje” (perdida de heterocigosidad)(18) siendo esta p53 mutante la única que se expresa lo permite su fácil detección mediante técnicas inmunohistoquimicas(3, 10, 13).

p53, guardián del genoma

La proteína p53 se encuentra en un estado latente y no-funcional en las células no expuestas a agresiones. En condiciones de agresión o daño celular, p53 se activa, incrementa sus niveles, principalmente aumentando la vida media de la proteína y genera una respuesta que conduce a una parada del ciclo celular y a la reparación del posible daño, aunque si este está muy extendido p53 provoca la entrada de la célula en apoptosis(19-22). De este modo, p53 disminuye la probabilidad de que se generen clones celulares llevando defectos genéticos (mutaciones, delecciones, inversiones) y actúa como “guardián del genoma”(8, 23). La proteína p53 se ha implicado también en procesos de reparación de DNA dañado, cuando se produce la escisión de nucleótidos, actuando como modulador; sin embargo el papel de p53 en estos procesos es más dudoso. Asimismo se ha observado cómo la pérdida de p53 conduce a un incremento en la inestabilidad genómica debida a un descenso en la tasa de reparación del DNA durante la recombinación homologa, sugiriendo un papel para p53 en el proceso(24-26). Bajo condiciones de activación de p53, es posible detectar fácilmente, utilizando técnicas basadas en anticuerpos anti-p53, la proteína p53 “salvaje” y por lo tanto funcional, lo que indica que la detección de p53 no está siempre asociada a la presencia de mutaciones.

Estructura de la proteína p53

El gen que codifica la proteína p53 se encuentra localizado en el brazo corto del cromosoma 17 (17p1.3) y está constituido por 11 exones, de los cuales el exón 1 contiene una secuencia no-codificante; en el exon 2 existen dos sitios putativos de inicio de la transcripción y el exon 11 contiene el codon de terminación y una gran secuencia no codificante (Figura 4). Este gen da lugar a una proteína de 393aa que puede dividirse en tres dominios funcionales: un dominio amino-terminal (N-), implicado en la activación transcripcional (residuos 1-70) y donde se localiza una sub-región rica en prolinas que contiene 5 copias (en p53 humano) de la secuencia PXXP (residuos 20-97); un dominio central que contiene la zona de unión al DNA específica de secuencia y que es la región más conservada de la proteína  (residuos 100-300); y un dominio carboxilo-terminal (C-) donde hay una región flexible (residuos 300-325), una zona de tetramerización (residuos 325-356) y un extremo básico (363-393) (Figura 5).

La proteína p53 se une al DNA en forma de tetrámero (Figura 6). La formación de esta estructura cuaternaria depende de la correcta activación de p53 y de las modificaciones post-traducionales de la región de tretamerización. Es en la formación del tetrámero donde juega un papel esencial la región C-terminal(27). Pero aunque la función de p53 depende de su tetramerización la región donde se concentran la mayoría de las mutaciones presentes en tumores humanos es en la región de unión al DNA. La región central, situada entre los aa 94 y 289, contiene 4 de los 5 dominios más conservados evolutivamente (I-V) y es la zona más importante de la proteína ya que es el dominio de unión específica al DNA (Figura 4). 

El estudio del espectro de mutantes de p53 indica una fuerte presión selectiva para mutaciones localizadas predominantemente en el dominio de unión a DNA de la proteína(3). Casi el 90% de las mutaciones presentes en tumores humanos se localizan entre los exones 4-9 (Figura 7) correspondientes a la región de unión al DNA donde existen punto “calientes de mutación”(Figura 8), que pueden causar en p53 tanto perdida de función supresora de tumores como ganancia de función oncogénica, y que modifican el repertorio de genes que son controlados por p53 como factor de transcripción(28). Esta dualidad podría ser una explicación de la alta frecuencia de mutaciones de p53 en cánceres humanos. Existe, sin embargo, mucha variación entre la presencia de mutantes de p53 dependiendo del tumor (Figura 9).  En la actualidad existe bases de datos con las mutaciones que se han encontrado en p53 que contiene más de 14.000 entradas y a la que se puede acceder a través de internet (http://www.iarc.fr/p53)(1). Las numerosas sustituciones de bases alteran la conformación de p53 y su capacidad transactivadora específica, con lo cual ha sido posible establecer en algunos casos la correlación entre distintos mutantes y cambios funcionales de la proteína. El espectro de mutaciones de p53 proporciona información sobre las regiones funcionales críticas que cuando están mutadas contribuyen al proceso  de carcinogénesis. El hecho de que la mayoría de las mutaciones están en la región central de unión específica al DNA, sugiere que la región transactivadora es de especial importancia para la supresión tumoral (Figura 8).

Activación de p53.

Teniendo en cuenta que p53 es una proteína con funciones críticas para la célula, no es de extrañar que su actividad esté regulada por mecanismos múltiples. La proteína p53 inactiva se localiza en el citoplasma a baja concentración y tiene una  vida media relativamente corta, de unos 20 minutos. Bajo estas condiciones, la proteína p53 debe recibir señales o sufrir modificaciones que la activen convirtiéndola en proteína funcional(3).  Las señales o sucesos  que conducen a la activación de p53 están principalmente asociados a situaciones de estrés celular tal como ocurre cuando dañamos el DNA por irradiaciones ionizantes o por ultravioleta, al reducir el contenido de nucleótidos inhibiendo rutas metabólicas de síntesis (ocurre con muchas drogas quimioterapéuticas), por hipoxia, por activación de oncogenes que disparan altos índices mitóticos, o por cambios en moléculas redox en la célula(9, 29) (Figura 10). Estos estímulos provocan un rápido incremento en los niveles de proteína p53 en la célula, tanto por el aumento en la estabilidad de la proteína como por su activación bioquímica a través de fosforilaciones y acetilaciones(4), todo lo cual permite a la proteína actuar como un factor de transcripción, unirse al DNA a regiones determinadas por secuencias de bases especificas localizadas en regiones promotoras y regular sus genes. La duración y la cinética del aumento de los niveles altos de proteína difieren según cual haya sido el factor productor de la activación de p53(3). La señales y las rutas de activación de p53 son complejas y todavía en fase de estudio (Figura 11)

La inducción de la proteína p53 en respuesta a daños en el DNA está regulada post-traducionalmente, con la estabilización de p53 como parte fundamental del proceso(22, 30). La detección de roturas en el DNA es una de las primeras señales que lleva a la inducción de p53(31). Este hecho se corroboró con estudios usando microinyección nuclear de DNA. Los resultados sugerían que daños de cadena simple superiores a 30 nucleótidos y una sola rotura de doble cadena eran suficientes para inducir parada del ciclo celular dependiente de p53(32). Tras el daño se produce un rápido incremento en los niveles de p53 en la célula; este aumento se debe principalmente a cambios en la vida media de la proteína y al aumento en la traducción de su mRNA. El aumento en los niveles de p53 suele ser proporcional al daño producido en el DNA, siendo, por ejemplo, diferente para distintas dosis de irradiación. De esta manera también varía la respuesta celular: bajos niveles de p53 debidos a poco daño en el DNA inducen la parada del ciclo celular, altos niveles de p53 debidos a un gran daño en el DNA hacen que la célula entre en apoptosis(33).

   La célula tiene sistemas que actúan como sensores para reconocer el daño que se produce en el DNA, roturas de cadena, o escisiones provocadas, por ejemplo, por dímeros de timidina durante la irradiación con UV. Entre estos sensores se encuentra la proteína ATM (mutada en la ataxia telangiectasia) cuya función normal está implicada en los procesos de señalización tras daños en el DNA hasta los moduladores del incremento de p53 y la consiguiente parada de ciclo celular, aunque manda también señales a otras proteínas efectoras distintas de p53(34).

La proteína p53 también es capaz de unirse por si misma a extremos de DNA, sitios de reparación de DNA o loops internos de delección(35). Es posible que tanto p53 como la proteína que detecta el daño en el DNA estén localizadas en el lugar de reparación del daño del DNA, donde pueden darse señales cruzadas de fosforilación u otras señales de activación, que produjeran una respuesta  final en la célula, como sería la parada del ciclo celular.

La situaciones de hipoxia pueden elevar los niveles de p53(36) Aunque todavía se desconocen los mecanismos que se desencadenan en hipoxia y las rutas que se activan, es probable que representen otro sistema por el cual la p53 previene la formación de tumores. Muchos tumores comienzan a replicarse hasta llegar a un tamaño crítico donde, al faltarles el aporte de nutrientes de los vasos sanguíneos, necesitan de factores angiogénicos para sobrevivir. La hipoxia que se da en el lugar del tumor en ese momento puede activar su p53 que eliminaría esas células. Se ha descrito que la troboespondina, un factor anti-angiogénico, tiene un gen regulado por p53; este factor también reduciría la vascularización del tumor(37).

Finalmente el descenso de los niveles de ribonucleótidos a un punto crítico es capaz también de activar p53. La necesidad de mantener unos niveles adecuados para la replicación del DNA y la progresión del ciclo celular parece estar controlado por p53, aunque las proteínas implicadas en el proceso aún se desconocen(29).

Con una contribución escasa de la activada transcripcional tras el estimulo, el aumento de los niveles de la proteína p53 se debe principalmente a una mayor estabilidad de la proteína inducida por regulación post-transcripcional mediante fosforilación, defosforilación, acetilación y sumolización. Estas modificaciones post-transcripcionales no solo aumentan la vida media de la proteína p53 sino que regulan su actividad biológica.

La fosforilación de residuos en las regiones amino y carboxi-terminal juega un papel decisivo en la función final de la proteína de ahí la importancia de estudiar con detalle la quinasas implicadas en la fosforilación especifica de residuos serinas, treoninas o tirosinas. En condiciones de reposo de p53, la región C-terminal se pliega sobre el dominio central de la molécula y evita su unión al DNA. La acetilación de residuos de lisina y la fosforilación de residuos de serina de esta región facilita la unión de p53 al DNA, probablemente al evitar el plegamiento de la molécula, acción que también se puede conseguir mediante anticuerpos, péptidos o drogas que actúan sobre esta región(38).

En el otro extremo de la molécula, la región N-terminal, también son esenciales las modificaciones de p53 para su correcta unión al DNA y para la transactivación de genes. En este escenario se sabe que la fosforilación de varios residuos N-terminales, incluidas las Ser15, ser20, ser37 y ser46 tras radiación ionizante (IR) y ultravioleta (UV) son importantes para la estabilización de la proteína. Sin embargo, el esquema de la fosforilación en sus sitios N-terminal es aun muy incompleta y desconocemos las quinasas involucradas especificas de residuos o asociadas al tipo de respuesta externa. Quinasas como la Casein Kinase I (ser6 y ser9), DNA-PK (ser15 y ser37), ATM y ATR (ser15), CDK-activating kinase (CAK; ser33), cdk2 y cdc2 (ser315), PKC (ser378) o la casein Kinase II (ser392), son parte de una lista incompleta de quinasas que además se entrecruzan con la actividad fosfatasa que muchas veces esta regulada por los mismos agentes inductores que para las quinasas(9). La idea que subyace en este momento es que el diferente grado de fosforilación de la proteína puede ser la responsable de la adquisición de una u otra función de p53. La radiación IR fosforila de novo la ser15 y defosforila la ser376. La acetilación de la lisina Lys 320 o Lys382 y su sumolización (adición de un pequeño péptido, tipo ubicuitina) puede modificar reversiblemente la conformación de p53 y por lo tanto su función (Figura 12).

Funciones de la proteína p53

Los estudios iniciales en ratón con el gen p53 mutado(5) demostraron que la función de p53 no era requerida para una embriogénesis normal, aunque posteriormente se demostró que no todos los embriones deficientes en p53 se desarrollan normalmente; una pequeña fracción tiene defectos en el cierre del tubo neural, así como otras anomalías del desarrollo(39, 40).

La proteína p53 es un factor de transcripción que regula la transcripción de genes que contienen elementos de respuesta a  p53 en sus regiones y que son responsables, en gran medida, de las funciones asociadas a p53. Así, los genes regulados transcripcionalmente por p53 pueden agruparse dependiendo de las funciones que realizan. Encontramos que p53 regula genes implicados en la inhibición del ciclo celular, en la reparación del daño en el DNA, en la inhibición de la angiogénesis (formación de novo de vasos) y en la inducción de la apoptosis (Figura13). Además, p53 regula la transcripción de MDM2, que a su vez regula los niveles de p53, lo que genera un sistema autoregulable. 

El primer gen activado transcripcionalmente por p53 que debemos considerar es Mdm2, su propio regulador. Tal como mencionábamos, los niveles de la proteína p53 dependen principalmente de la velocidad de degradación, más que de la velocidad a la que se genera nuevo p53. Esta degradación se regula mediante mecanismos post-trascripcionales, mediante los cuales la proteína p53, que en situaciones basales se degrada rápidamente, se estabiliza incrementandose su vida media. La degradación de p53 es dependiente de la via ubicuitina/proteosoma(41, 42), sistema que “marca” la proteína con varias copias de un pequeño peptido (ubicuitina), que es ahora identificada por la maquinaria de degradación “proteosoma”.  Mdm2 actúa como la ligasa E3 de la ubiquitina, una de las enzimas involucradas en el marcaje de la p53(43). Mdm2 interacciona con el extremo carboxilo terminal de p53 que contiene el dominio de transactivación(44). La inducción de p53 transactiva el promotor de Mdm2 (45, 46) y cuando se genera la proteína Mdm2 esta se une a p53 y la marca(47) (Figura 14).

Otra evidencia que implica a Mdm2 en la estabilización de  p53 viene de la observación de que la proteína p19^ARF de ratón puede estabilizar p53 a través de su interacción con Mdm2(48, 49). Estudios recientes indican que p19^ARF secuestra a la proteína Mdm2 en el nucleolo, impidiendo que acceda al nucleoplasma donde degradaría a p53, de esta manera p53 permanece activo más tiempo(50) (Figura 14)

Genes asociados con la inhibición del ciclo celular:

Una de los primeros efectos de la expresión de p53 es una parada del ciclo celular. La proteína p53 estimula directamente la expresión de p21^WAF1/Cip1  un inhibidor de las kinasas dependiente de ciclina (CDK)(51, 52). Las CDKs se asocian a las ciclinas y son reguladores claves del ciclo celular. A través de su efecto negativo sobre varias CDKs, p21 inhibe las transiciones de G1-S, y de G2-mitosis. Las delecciones homólogas de p21^ARF en ratones y líneas celulares humanas han permitido demostrar que esta proteína es un componente crítico de la parada de ciclo celular inducida por p53(53) y un componente esencial de los efectos de p53 in vivo (54, 55). Otros de los genes implicados en la parada del ciclo en G2 es Reprimo(56), y 14-3-3s, miembro de una familia de proteínas estructurales, que secuestran  el complejo ciclina B1-CDK1 fuera del núcleo lo que permite el mantenimiento del bloqueo en G2(57, 58). Otros genes como el de la Ciclina G, cuya función aún no es bien conocida ya que no se conocen sus CDKs (kinasas dependientes de ciclinas)(3, 59), o el IGF-BP3, que genera una proteína de unión al factor IGF (insulin growth factor) que bloquea señales mitogénicas(3), son dos nuevos ejemplos de genes que implicados en inhibir la proliferación celular directamente regulados por p53 (Figura 15).

Genes regulados por p53 y asociados con la reparación del daño al DNA.

El principal activador de p53 es la inducción de daño en el DNA. Además de contribuir a darle tiempo a la célula para que tome decisiones, parando su ciclo celular, p53 interviene en procesos de reparación del daño a través de la regulación de GADD45, proteína se une a PCNA (“Proliferating Cell Nuclear Antigen”), subunidad de la DNA polimerasa d, inhibiendo así la síntesis de DNA(8). Además regula la transcripción de la unidad R2 de la ribonucleótido reductasa(60), genes directamente implicados en la reparación de DNA, en concreto en la reparación por escisión de nucleótidos (Figura 15).

La apoptosis y genes implicados regulados por p53.

La introducción de p53 en células induce, además de la parada del ciclo celular(53, 61), apoptosis(62). De nuevo cabe preguntarse como funciona p53 en su papel de inductor de apoptosis.

Existen una batería de genes que son directamente regulados por p53 y cuya función esta directamente implicada en apoptosis (Figura 13). El más conocido es Bax, un miembro de la familia Bcl-2 que promueve la apoptosis celular. Está inducido por p53 aunque no en todos los tipos celulares(63). Proteínas miembros de la familia de Bcl-2 se han visto que funcionan, al menos en parte, regulando la liberación de citocromo C de la mitocondria, un evento observable en la apoptosis dependiente e independiente de p53(64, 65). Hay dos grupos de genes reguladores, los anti-apoptóticos como Bcl-2 y los pro-apoptóticos como Bax. Ambas clases de proteínas están localizadas en las membranas intracelulares, especialmente de la mitocondria, y se ha visto que interaccionan entre ellas. El gen Bax tiene sitios de unión a p53 en su promotor y se regula positivamente en respuesta a daño en el DNA y p53 en varios sistemas(66). La introducción de Bax en células resulta en una muerte celular  rápida que se puede inhibir por coexpresión de Bcl-2 y Bcl-X. De manera similar, la muerte mediada por p53 puede ser inhibida por Bcl-2/Bcl-X, lo que es consistente con un papel para Bax en la vía de muerte de p53(63). Sin embargo, Bax no está implicada siempre en la apoptosis mediada por p53(67) y no representa el único mecanismo de muerte celular dependiente de p53.

Recientemente, utilizando metodologías de análisis del genoma como arrays o SAGE (Serial Analysis of Gene Expresión), nuevos genes, directamente regulados por p53, han sido implicados en apoptosis. Es el caso de una colección de genes denominados genéricamente como “p53 Induced Genes” (PIGs) algunos de los cuales forman parte de genes implicados en los procesos de oxidación celular. Es atractivo y se ha especulado que la apoptosis por p53 es dependiente de la liberación de especies reactivas de oxigeno (ROS) a través de genes como PIG3.  Otro genes regulados por p53 y miembros apoptóticos de la familia Bcl2 que además forma parte de una subfamilia de proteínas denominadas “BH3-only”, y que son fuertes inductoras de la apoptosis son NOXA(68) y PUMA(69). También se identificó el gen que codifica la proteína p53AIP1(70), que al igual que  Bax, Noxa y los PIGs inducen la apoptosis a través de la función mitochondrial y que se evidencia por la rápida liberación al citoplasma del citocromo C (citoC)(71). El citoC favorece la asociación de la proteína reguladora APAF1, (también regulada por p53(72)) con la caspasa-9 formando un complejo el apoptosoma que dispara la cascada apoptotica. 

Sin embargo p53 también regula genes implicados en rutas de apoptosis vinculadas con receptores de muerte celular. El receptor de muerte CD95 (Fas/APO-1) es un miembro  de la superfamilia de receptores TNF, que media apoptosis mediante su interacción con su ligando (FasL), permitiendo la retirada de células autorreactivas y la eliminación de células infectadas por virus y células tumorogénicas (73-78). Fas es un mediador de la apoptosis vía la activación de la cascada de caspasas(79). La identificación de una secuencia denominada “dominio de muerte” en el dominio intracelular de Fas agrupa en la región submembrana una compleja maquinaria de activación de caspasas, y más específicamente interacciona con la caspasa 8 que es la que inicia el proceso(80-82) (Figura 16). La vía de apoptosis a través del receptor Fas está relacionada con la transformación tumoral y es regulada por p53(79, 83-87)(Figura 9), detectándose elementos de respuesta a p53 en la región promotora del gen Fas(88). Drogas que dañan el DNA son inductores de la expresión de Fas(88, 89) y dependiente de la expresión de p53 funcional, aunque se sabe que células con p53 mutado o sin p53 pueden expresar Fas constitutivamente(83). Una situación muy similar ocurre con DR5 o PIDD(90) miembros también de la familia de receptores de muerte con muy similar respuesta que FAS y también regulados por p53.  

Así p53 puede regular la apoptosis desde dos diferentes ángulos: o regulando receptores de muerte que activan la ruta de caspasas desde la membrana o activando la mitocondria y generando la liberación de citoC, que a su vez es un catalizador de la ruta de las caspasas y ROS que conducen a la activación de la apoptosis (Figura 17).  

La regulación de la apoptosis por p53 es muy fina y la activación de estos genes de apoptosis transcripcionalmente regulados por unión de p53 en su región promotora no es idéntica para todos los genes. Se ha propuesto que dependiendo del grado de activación de p53, es decir del grado de fosforilación/ acetilación /somolización, p53 es capaz de inducir genes reguladores, pero el orden exacto de fosforilación y su contribución específica en la función efectora de p53 esta aun por dilucidar. Por ejemplo, la ser6, ser9, ser15, ser20 y ser37 son fosforilados, por quinasas como ATM, DNA-PK o Chk2, en respuesta a daño celular y se sabe que regula genes asociados a reparación o genes asociados a la regulación del ciclo celular, mientras que la fosforilación de la ser46, por las quinasas p38aMAPK o HIPK2 es funcionalmente importante ya que contribuye a la activación de genes apoptóticos (Figura 18).

Una alternativa es que p53 puede regular la apoptosis a través de mecanismos independientes de la transcripción(91, 92). En experimentos utilizando inhibidores de la transcripción y de la síntesis de proteínas p53 puede ser capaz de inducir apoptosis(93), lo que sugiere que pueden existir mecanismos de apoptosis independientes de transcripción y que son regulados por p53. Los mecanismos de regulación de p53 no transcripcionales se asocian a la capacidad que tiene de interaccionar con otras proteínas que pueden modificar su función. Entre estas están proteinas virales como la proteína del adenovirus Ad E1B 55kD, o del virus de la hepatitis

 HBV X(94), o la reciente interacción con securina (Figura 19), responsable de la correcta segregación cromosómica y que inhiben las funciones de p53(95)(Figura 20). Pero no todas las proteínas que interaccionan con p53 generan inhibición de las funciones, ASPP1 y ASPP2 son miembros de una nueva familia que estimula la función apoptotica al facilitar la transcripción de p53 sobre genes implicados en apoptosis como Bax o PIG3(96).

En resumen la actividad final de p53 depende, no solo de una enorme potencialidad de p53 de actuar como factor de transcripción sobre genes asociados a las funciones que regula: parada del ciclo celular, reparación del DNA, angiogenesis o apoptosis, sino que la respuesta final también la dan aquellas proteínas con las que interacciona.  Sin duda, la interacción de p53 con nuevas proteínas capaces de regular su actividad y el espectro de expresión de genes regulados por p53 definirán la función de esta apasionante molécula, que a pesar de los más de 25 años de su descubrimiento sigue siendo objeto de atención por investigadores básicos y clínicos y cuyo estudio es uno de los ejes de investigación en oncología.  

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Conganat-  2002

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