Todos os organismos vivos estão constantemente expostos a uma variedade de agentes que podem causar modificações químicas e/ou estruturais no DNA, afetando processos essenciais como replicação e transcrição. Ao longo da evolução várias estratégias de reparo do DNA foram desenvolvidas para remover essas modificações, prevenindo o efeito citotóxico ou mutagênico dessas lesões. Mutações no mtDNA são frequentemente observadas em inúmeras patologias, o que reflete em alterações metabólicas ou até mesmo atenuação da resposta apoptótica a terapias antineoplásicas. Para manter a integridade genômica mitocondrial, alguns mecanismos de reparo são recrutados à organela, principalmente a via de reparo por excisão de bases, BER. No núcleo, a proteína supressora de tumor p53 colabora para a manutenção da estabilidade do DNA, em parte pela estimulação direta da via BER. Em resposta a certos estímulos celulares, p53 transloca-se para a mitocôndria, onde pode desencadear uma resposta apoptótica. Entretanto, foi demonstrado anteriormente que p53 pode estimular a atividade catalítica da DNA polimerase mitocondrial, DNA polimerase gama (pol γ), que participa da replicação e do reparo do mtDNA. Sendo assim, nesse trabalho buscou-se compreender, molecularmente, essa interação entre p53 e pol γ durante a modulação de BER em mitocôndrias de células humanas, investigando se: i) p53 se associa fisicamente a pol γ; ii) a proteína TFAM modula o papel de p53 no reparo do DNA em mitocôndrias; e iii) a translocação de p53 para a mitocôndria é mediada por processos redox durante o reparo do mtDNA. Para isso, métodos bioquímicos e moleculares foram empregados nos estudos da interação entre essas proteínas. Em conjunto, os resultados sugerem o envolvimento da proteína p53 no reparo por excisão de bases em mitocôndrias de células humanas, e a dependência de sua interação com TFAM e pol γ para o sustento dessa via. Isso reforça a importância dessas proteínas para a manutenção da estabilidade genômica mitocondrial e, provavelmente, para a função mitocondrial. / All living organisms are constantly exposed to a variety of agents that can cause chemical and/or structural changes in DNA, affecting essential processes like replication and transcription. Throughout the evolution several strategies of DNA repair have been developed to remove these modifications, preventing the cytotoxic or mutagenic effect of these lesions. Mutations in mtDNA are often observed in numerous pathologies, reflecting metabolic changes or even attenuation of the apoptotic response to antineoplastic therapies. To maintain mitochondrial genomic integrity, some repair mechanisms are recruited to the organelle, mainly the base excision repair route, BER. In the nucleus, p53 tumor suppressor protein contributes to the maintenance of DNA stability, in part by direct stimulation of the BER pathway. In response to certain cellular stimuli, p53 translocate to the mitochondria, where it can trigger an apoptotic response. However, it has been shown previously that p53 can stimulate the catalytic activity of mitochondrial DNA polymerase, gamma polymerase (pol γ), which participates in the replication and repair of mtDNA. Thus, in this work we sought to understand, molecularly, this interaction between p53 and pol γ during a modulation of BER in mitochondria human cells, investigating if: i) p53 is physically associated with pol γ; ii) the TFAM protein modulates the role of p53 in DNA repair in mitochondria; and iii) the translocation of p53 to mitochondria is mediated by redox processes in mtDNA repair. For this, biochemical and molecular methods were used in the studies of protein interaction. Taken together, the results suggest the involvement of p53 protein in repair by base excision in mitochondria of human cells, and dependence of its interaction with TFAM and pol γ to support this pathway. This reinforces the importance of these proteins for the maintenance of mitochondrial genomic stability and probably for mitochondrial function.

Todos os organismos vivos estão constantemente expostos a uma variedade de agentes que podem causar modificações químicas e/ou estruturais no DNA, afetando processos essenciais como replicação e transcrição. Ao longo da evolução várias estratégias de reparo do DNA foram desenvolvidas para remover essas modificações, prevenindo o efeito citotóxico ou mutagênico dessas lesões. Mutações no mtDNA são frequentemente observadas em inúmeras patologias, o que reflete em alterações metabólicas ou até mesmo atenuação da resposta apoptótica a terapias antineoplásicas. Para manter a integridade genômica mitocondrial, alguns mecanismos de reparo são recrutados à organela, principalmente a via de reparo por excisão de bases, BER. No núcleo, a proteína supressora de tumor p53 colabora para a manutenção da estabilidade do DNA, em parte pela estimulação direta da via BER. Em resposta a certos estímulos celulares, p53 transloca-se para a mitocôndria, onde pode desencadear uma resposta apoptótica. Entretanto, foi demonstrado anteriormente que p53 pode estimular a atividade catalítica da DNA polimerase mitocondrial, DNA polimerase gama (pol γ), que participa da replicação e do reparo do mtDNA. Sendo assim, nesse trabalho buscou-se compreender, molecularmente, essa interação entre p53 e pol γ durante a modulação de BER em mitocôndrias de células humanas, investigando se: i) p53 se associa fisicamente a pol γ; ii) a proteína TFAM modula o papel de p53 no reparo do DNA em mitocôndrias; e iii) a translocação de p53 para a mitocôndria é mediada por processos redox durante o reparo do mtDNA. Para isso, métodos bioquímicos e moleculares foram empregados nos estudos da interação entre essas proteínas. Em conjunto, os resultados sugerem o envolvimento da proteína p53 no reparo por excisão de bases em mitocôndrias de células humanas, e a dependência de sua interação com TFAM e pol γ para o sustento dessa via. Isso reforça a importância dessas proteínas para a manutenção da estabilidade genômica mitocondrial e, provavelmente, para a função mitocondrial. / All living organisms are constantly exposed to a variety of agents that can cause chemical and/or structural changes in DNA, affecting essential processes like replication and transcription. Throughout the evolution several strategies of DNA repair have been developed to remove these modifications, preventing the cytotoxic or mutagenic effect of these lesions. Mutations in mtDNA are often observed in numerous pathologies, reflecting metabolic changes or even attenuation of the apoptotic response to antineoplastic therapies. To maintain mitochondrial genomic integrity, some repair mechanisms are recruited to the organelle, mainly the base excision repair route, BER. In the nucleus, p53 tumor suppressor protein contributes to the maintenance of DNA stability, in part by direct stimulation of the BER pathway. In response to certain cellular stimuli, p53 translocate to the mitochondria, where it can trigger an apoptotic response. However, it has been shown previously that p53 can stimulate the catalytic activity of mitochondrial DNA polymerase, gamma polymerase (pol γ), which participates in the replication and repair of mtDNA. Thus, in this work we sought to understand, molecularly, this interaction between p53 and pol γ during a modulation of BER in mitochondria human cells, investigating if: i) p53 is physically associated with pol γ; ii) the TFAM protein modulates the role of p53 in DNA repair in mitochondria; and iii) the translocation of p53 to mitochondria is mediated by redox processes in mtDNA repair. For this, biochemical and molecular methods were used in the studies of protein interaction. Taken together, the results suggest the involvement of p53 protein in repair by base excision in mitochondria of human cells, and dependence of its interaction with TFAM and pol γ to support this pathway. This reinforces the importance of these proteins for the maintenance of mitochondrial genomic stability and probably for mitochondrial function.