Factores de Transcripción y Regulación Trans-Actuante
Los factores de transcripción son proteínas que se unen a secuencias específicas de ADN y controlan la tasa de transcripción, actuando en trans porque son productos difusibles que pueden regular cualquier gen diana que contenga su sitio de unión. Son los principales responsables de la toma de decisiones en la expresión génica, integrando las señales celulares en la activación o represión de los programas genéticos.
Definition
Los factores de transcripción son proteínas que se unen a secuencias específicas de ADN y, de este modo, controlan la transferencia (transcripción) de información genética del ADN al ARN, actuando como reguladores de acción trans que activan o reprimen sus genes diana.
Scope
El tema abarca los factores de transcripción que se unen al ADN de forma secuencia-específica, sus dominios de unión al ADN y de activación/represión, cómo se organizan en familias estructurales y cómo reclutan o bloquean la maquinaria basal y los cofactores. Distingue estas proteínas de acción trans de los elementos de ADN de acción cis que leen, y de los factores generales de la maquinaria basal. El tratamiento es de carácter educativo y de referencia.
Core questions
- ¿Cómo reconocen los factores de transcripción sus secuencias diana específicas de ADN?
- ¿Cómo un factor unido aumenta o disminuye la transcripción de su gen diana?
- ¿Cómo se organizan los factores de transcripción en familias y cuántos codifica un genoma?
Key concepts
- Dominio de unión al ADN secuencia-específico
- Dominios de activación y represión
- Familias estructurales de unión al ADN (p. ej., dedo de zinc, homeodominio, hélice-bucle-hélice básica, cremallera de leucina)
- Activadores y represores
- Coactivadores y correpresores
- Control combinatorio
- Mapeo de sitios de unión por ChIP-seq
Key theories
- Modelo del operón y proteínas reguladoras
- Jacob y Monod propusieron que las proteínas reguladoras difusibles actúan sobre secuencias operadoras específicas para activar o desactivar la transcripción génica, introduciendo el concepto de regulación trans-actuante que subyace a la biología de los factores de transcripción.
Mechanisms
Un factor de transcripción utiliza un dominio de unión al ADN para reconocer una secuencia corta específica y un dominio efector separado para actuar sobre la transcripción. Los activadores reclutan coactivadores y la maquinaria basal y pueden ayudar a abrir la cromatina, mientras que los represores bloquean el reclutamiento, reclutan correpresores o compactan la cromatina. Debido a que muchos factores se unen a sitios superpuestos y actúan juntos, la expresión génica se establece de forma combinatoria por el conjunto particular de factores presentes. Los mapas de unión a nivel genómico obtenidos mediante secuenciación de inmunoprecipitación de cromatina han catalogado dónde se unen los factores, y la curación de las proteínas de unión al ADN ha definido el complemento humano de factores de transcripción y sus familias.
Clinical relevance
Los factores de transcripción son fundamentales para el desarrollo y la homeostasis, y su desregulación o mutación contribuye a cánceres y trastornos del desarrollo; son una clase de dianas farmacológicas ampliamente estudiada, aunque históricamente difícil. Esta entrada describe su biología a nivel de referencia y no constituye una base para decisiones de tratamiento individuales.
History
La idea de proteínas reguladoras difusibles que actúan sobre sitios específicos de ADN surgió del modelo del operón de 1961. Trabajos estructurales posteriores definieron las principales familias de unión al ADN, y en la era genómica, censos sistemáticos (Vaquerizas et al., 2009; Lambert et al., 2018) catalogaron el repertorio de factores de transcripción humanos, mientras que los métodos basados en ChIP mapearon su unión a nivel genómico.
Key figures
- François Jacob
- Jacques Monod
- Sarah A. Teichmann
- Timothy R. Hughes
- Richard A. Young
Related topics
Seminal works
- jacob-monod-1961
- lambert-2018
- vaquerizas-2009
Frequently asked questions
- ¿Por qué se llaman factores de transcripción de acción trans?
- Son proteínas difusibles codificadas en otra parte del genoma que pueden actuar sobre cualquier gen diana que contenga su secuencia de unión, a diferencia de los elementos de ADN de acción cis, que solo regulan genes en la misma molécula.
- ¿Cómo encuentran los factores de transcripción sus sitios específicos en un genoma grande?
- Cada factor tiene un dominio de unión al ADN que reconoce un motivo de secuencia corto, y la especificidad se agudiza mediante la unión combinatoria con factores asociados y por la accesibilidad del ADN en la cromatina.