¿Cuál es el efecto de la P21 en la función celular?

Por Sarah Moore, M.Sc.Revisado por Michael Greenwood, M.Sc.

¿Qué es p21?

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El inhibidor de la quinasa dependiente de la ciclina 1, también conocido como proteína que interactúa con la CDK 1, o más simplemente como p21, es un inhibidor del ciclo celular que promueve tanto la inhibición de la CDK/ciclina como la detención del ciclo celular durante la fase G1/S. En los seres humanos, la p21 está codificada por el gen CDKN1A del cromosoma seis.

Los estudios han demostrado el uso de la p21 como diana de la actividad de p53, y la han implicado en la regulación del ciclo celular, la apoptosis y las transcripciones. Por lo tanto, el estudio de p21 puede ayudar a descubrir los procesos celulares que siguen al daño del ADN.

Además, la investigación continuada ha comenzado a construir una gran cantidad de conocimientos en relación con las funciones vitales de la expresión y la actividad de p21, vinculándola con el establecimiento y el desarrollo del cáncer. Por esta razón, es probable que el futuro de la investigación sobre p21 se centre en la oncología, en la exploración de posibles terapias novedosas que podrían desarrollarse a partir de nuestro creciente conocimiento de p21.

Funciones de p21 en el ciclo celular, la apoptosis y la regulación transcripcional

P21 está implicada en numerosas funciones relacionadas con los procesos celulares, en particular las que siguen a los daños en el ADN. La detención del ciclo celular es un punto importante del ciclo celular, un punto de parada en el que la célula no participa en actividades de duplicación o división.

Puede tener un papel en el envejecimiento y la enfermedad debido al fenotipo celular senescente, proinflamatorio y prosecretor que genera. Se ha descubierto que P21 promueve la detención del ciclo celular tras la activación de varios estímulos. Se sabe que inhibe la progresión del ciclo celular, lo que conduce a la detención del mismo. Una de las principales causas de la activación de la p21 que conduce a este resultado es la presencia de agentes dañinos.

La muerte celular regulada, conocida como apoptosis, es esencial para librar al organismo de células potencialmente cancerosas o infectadas por virus, mantener el equilibrio en el cuerpo eliminando las células viejas, y también desempeña un papel vital en la embriogénesis.

Se cree que la P21 es esencial para la ejecución de la apoptosis, así como para su inhibición. Los estudios han demostrado que es escindida por las caspasas tipo CASP3, activando la CDK2, e iniciando el proceso de apoptosis. Sin embargo, también se ha visto que p21 puede inhibir la apoptosis a través de su activación de la detención del ciclo celular y la reparación del ADN.

Se ha observado que p21 desempeña un papel crucial en la regulación transcripcional. Los estudios han demostrado que el daño en el ADN puede inducir la actividad de p21, que puede tener efectos tanto positivos como negativos en la regulación transcripcional.

La activación de p21 puede inhibir los complejos ciclina-CDK, por lo tanto, reprimiendo la transcripción mediante la inhibición de la fosforilación de pRb, que tiene un efecto represivo sobre la transcripción de genes dependientes de E2F.

Por último, la investigación ha descubierto que p21 también es vital para los procesos celulares de diferenciación, senescencia y reparación del ADN, además de desempeñar un papel vital en la detención del ciclo celular, la apoptosis y la regulación transcripcional.

P21 y el cáncer

Todos los papeles de p21 en la función celular están relacionados con su mediación en el cáncer. Esto se debe a que p21 gobierna, al menos en parte, todas las funciones celulares vitales, todas ellas implicadas en el establecimiento, la progresión y la respuesta terapéutica de las células cancerosas.

Dado que p21 se ha implicado en la detención del ciclo celular, no es de extrañar que los científicos hayan explotado su función para tratar el cáncer. Algunos agentes quimioterapéuticos han sido diseñados para inducir la actividad de p21 con el fin de inhibir la progresión del cáncer.

P21 tiene un efecto inhibidor de la actividad de CDK2, que, a su vez, inhibe la progresión del ciclo celular. Mediante la activación de p21 y la inhibición de CDK2, los investigadores han reconocido el potencial terapéutico de dirigirse a p21 para evitar la proliferación de las células cancerosas.

El cáncer de mama, en particular, se ha relacionado con el impacto de p21 en la regulación de la transcripción de genes. La expresión del gen dependiente del receptor de estrógeno-α (ERα) está mediada, al menos en parte, por la transcripción génica impulsada por p300-CREBBP, que es activada por p21.

La diferenciación de las células ERα-positivas es inducida por esta actividad, y por lo tanto, la regulación al alza de p21 puede prevenir el crecimiento de las células de cáncer de mama ERα-positivas. Este descubrimiento ha alertado a los científicos sobre el impacto que la p21 puede tener en la eficacia de los tratamientos antiestrogénicos.

Un rasgo distintivo del cáncer es su gran capacidad para evitar la apoptosis, lo que permite a las células cancerosas prosperar a pesar de los esfuerzos del organismo por iniciar procesos regulados de muerte celular.

P21 se ha considerado tanto una ayuda como un obstáculo en la progresión del cáncer, por un lado, se ha dirigido a estimular la detención del ciclo celular para inhibir la progresión del cáncer, pero por otro, se ha asociado con la inhibición de la apoptosis, una condición que permite que el cáncer prospere. P21 puede proteger a las células de la apoptosis promoviendo la inhibición del ciclo celular, y las células que no están activas son menos propensas a desencadenar la apoptosis.

A la inversa, el papel de p21 en la reparación del ADN lo sitúa de nuevo en un papel útil para prevenir la progresión del cáncer. Dado que p21 inhibe la progresión del ciclo celular así como la apoptosis, la reparación del ADN puede proceder durante esta pausa en el ciclo. La reparación del ADN es vital para la protección contra el cáncer y, por tanto, p21 puede contribuir a las actividades de supresión de tumores, aunque se necesitan más investigaciones para confirmarlo.

Resumen

P21 es un inhibidor del ciclo celular que participa en procesos celulares esenciales como la detención del ciclo celular, la apoptosis y la regulación transcripcional, así como la diferenciación, la senescencia y la reparación del ADN. Debido a su papel en estos procesos, un gran número de investigaciones han estudiado su papel en el inicio, la progresión y la respuesta a la terapia del cáncer.

Actualmente, las pruebas muestran que p21 está relacionado con actividades supresoras de tumores así como, paradójicamente, con actividades promotoras de tumores. Se necesitan más investigaciones para comprender el papel de p21 en el cáncer, lo que podría conducir al desarrollo de nuevas técnicas terapéuticas.

Lectura adicional

• Todo el contenido del ciclo celular
• El ciclo celular
• ¿Qué son las ciclinas?
• Regulación dependiente del ciclo celular de las adhesiones celulares

Escrito por

Sarah Moore

Después de estudiar Psicología y luego Neurociencia, Sarah encontró rápidamente su placer por la investigación y la escritura de trabajos de investigación; convirtiéndose en una pasión para conectar ideas con la gente a través de la escritura.

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