Regulación de la transcripcion en organismos eucarioticos




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fecha de publicación31.07.2016
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REGULACIÓN DE LA TRANSCRIPCION EN ORGANISMOS EUCARIOTICOS
Constituye uno de los modos más importantes de regulación de la expresión proteica en eucariontes. En esta categoría están incluídos los promotores, la presencia de secuencias regulatorias potenciadoras (enhancers), y la interacción entre múltiples proteínas activadoras o inhibidoras que actúan mediante su unión a secuencias específicas de reconocimiento al ADN.

Las regulaciones pueden ser de tipo CIS o TRANS.
Cuando el elemento regulador transcripcional es parte de la cadena polinucleotídica donde se localiza el gen a regular, se denomina regulador CIS. Evidentemente se tratan de secuencias especiales del ADN  (promotores y enhancers). Cuando los elementos regulatorios son de naturaleza y origen  diferente a la secuencia genética a controlar, la regulación es de tipo TRANS (aquí se incluyen a los factores de transcripción generales,  histoespecíficos y  todas las proteínas regulatorias con capacidad de unión al ADN).

 

Regulación en CIS
* Promotores

 

El paso inicial de la síntesis de los tres tipos de ARN es la ubicación  de las ARN polimerasas junto a una secuencia del ADN a la altura del denominado promotor del gen a ser transcripto. La ARN polimerasa I sintetiza los ARN r (excepto el 5S), la de tipo II sintetiza los ARN m y algunos sn involucrados en el proceso de corte y empalme del transcripto primario (splicing), mientras que la ARN polimerasa III  sintetiza el ARN r 5S y los ARN t. El más complejo de los procesos regulatorios es el que comprende a los genes de clase II o codificantes de ARN m. Casi todos los genes codificantes de proteínas contienen  promotores basales y un número variable de dominios regulatorios transcripcionales. El promotor es una secuencia  que define el sitio de iniciación de  la transcripción del ARN.

Los promotores más frecuentes son los de tipo CCAAT  y TATA , denominados motivos o cajas por su alta conservación evolutiva.

La caja TATA está localizada 20-30 pb corriente arriba del sitio de inicio de la transcripción. Numerosas proteínas identificadas como TF IIA,B,C, etc.  (factores regulatorios de la ARN polimerasa II) interaccionan con la caja TATA. El promotor CCAAT reside 50-130 pb corriente arriba del sitio de inicio transcripcional. La proteína denominada C/EBP (CCAAT-box /enhancer/binding/protein) se une a esta secuencia. Otra secuencia regulatoria incluye a la caja GC.

Si bien los promotores están preferentemente localizados corriente arriba (5’) del inicio transcripcional, algunos pueden ubicarse corriente abajo (3’) o bien ser de tipo intragénicos. El número y tipo de elementos regulatorios varían según cada ARNm. La naturaleza de los promotores y la combinatoria de las proteínas interactuantes con ellos  es uno de los principales mecanismos de regulación en los genes de tipo inducibles.

 

* Secuencias regulatorias   potenciadoras  (enhancers):

 

 Existen además secuencias del ADN que pueden localizarse corriente arriba o abajo del gen a regular situadas a miles de pares de bases con respecto al promotor. Las zonas de ADN sobre las cuales se ejercen   acciones activadoras son llamadas potenciadoras o aumentadoras (enhancers en inglés). En términos generales una secuencia regulatoria potenciadora o enhancer regula la frecuencia con la que se realiza el proceso transcripcional.

 

Para un mismo gen pueden existir varias secuencias regulatorias. También existen  reguladores de acción opuesta (silenciadores o amortiguadores de la transcripción). La explicación más simple del fenómeno regulatorio a distancia es  propone que la molécula de ADN  se dobla en asa para permitir  la aproximación de estas zonas alejadas de la doble hélice y ubica a la proteína activadora unida al “enhancer".

http://med.unne.edu.ar/catedras/bioquimica/image0004.jpg

  • Silenciadores


Esta estrategia es útil para los activadores de la transcripción porque es una estrategia eficiente y ahorra esfuerzo. Una estrategia similar no es factible con los inhibidores de la transcripción, por lo que se da poca regulación por silenciamiento.
El silenciamiento de un gen puede ocurrir por:
1.-la inactivación por interacción con un regulador 

2.-el silenciamiento génico postranscripcional (PTGS, también denominada cosupresión o extinción génica) 

3.-la metilación del DNA en vertebrados (directamente ligada al superenrollamiento y al silenciamiento). 


Regulación en TRANS
* Factores transcripcionales:

 

A diferencia de las ARN polimerasas bacterianas, las eucarióticas no hacen contacto directo con el ADN promotor sino que son reclutadas hacia este por  complejos de proteínas específicas para cada tipo de ARN polimerasas. Estos complejos se han denominado SL1 para la ARN polimerasa I, TFIID para la ARN pol, II y TF IIIB para la RNA pol III respectivamente.

 No hay duda alguna que los factores transcripcionales de los genes codificantes de proteínas son de crucial importancia en el control del crecimiento y la diferenciación de las células. Muchos de ellos están codificados por protooncogenes, que al activarse pueden alterar la tasa transcripcional o la calidad de las proteínas fisiológicas desencadenando un proceso oncológico (cáncer).

 

1.- Proteínas que modulan la transcripción
En eucariotas, pueden actuar como reguladores tanto moléculas de RNA como proteínas. Entre las proteínas, hay aquellas que forman parte de la polimerasa (los factores de transcripción), otras intervienen en la remodelación de la cromatina y un tercer grupo se une al DNA para regular la transcripción, que es el que nos ocupa.
a.- Activadores transcripcionales
Los activadores son la proteínas que se van a unir a los elementos distales para activar la transcripción
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2.- Coactivadores y correpresores


Se denomina coactivador si ayuda a activar la transcripción. Un mismo coactivador puede recibir señales de distintos activadores para transmitirlos hacia el complejo del promotor basal. Se denomina correpresor si ayuda a inactivar el promotor.
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