Promotores e Elementos Cis-Atuantes

Promotores e outros elementos cis-atuantes são sequências de DNA, localizadas na mesma molécula que o gene que controlam, que determinam onde a transcrição começa e como é regulada. Eles fornecem a plataforma de ligação para a RNA polimerase e proteínas reguladoras, e sua composição define a força, o tempo e a especificidade tecidual da expressão de um gene.

Definition

Um promotor é a região de DNA cis-atuante que direciona o início da transcrição de um gene; elementos cis-atuantes, de forma mais ampla, são sequências de DNA na mesma molécula cuja presença e arranjo regulam a transcrição, servindo como sítios de ligação para o maquinário de transcrição e proteínas reguladoras.

Scope

O tópico abrange o promotor central que posiciona o sítio de início (incluindo elementos como a caixa TATA e o iniciador), sequências reguladoras proximais e distais (intensificadores, silenciadores, isoladores), e como as características da cromatina marcam promotores ativos. Distingue sequências cis-atuantes (na mesma molécula) das proteínas trans-atuantes que as leem, e é tratado em um nível de referência educacional.

Core questions

• Quais sequências de DNA especificam onde e com que intensidade a transcrição começa?
• Como os intensificadores distais influenciam um promotor a longas distâncias genômicas?
• O que distingue um elemento cis-atuante de um fator trans-atuante?

Key concepts

• Promotor central e sítio de início da transcrição
• Caixa TATA e elemento iniciador
• Intensificadores e silenciadores
• Isoladores
• Promotores de ilhas CpG
• Regulação cis versus trans
• RNAs de intensificadores

Mechanisms

O promotor central contém pequenos motivos de sequência, como a caixa TATA e o iniciador, que posicionam o maquinário de transcrição basal e definem o sítio de início, enquanto a mistura precisa de elementos ajusta a força e a responsividade do promotor. Intensificadores distais atuam em grande parte independentemente da orientação e distância, formando alças para entrar em contato com seus promotores-alvo, e isoladores delimitam domínios reguladores. Em células humanas, a maioria dos promotores ativos carrega marcas de cromatina características e muitos estão inseridos em ilhas CpG, e alguns intensificadores são eles próprios transcritos em RNAs não codificadores que acompanham sua atividade reguladora.

Clinical relevance

Mutações e variantes em promotores e intensificadores podem alterar a dosagem gênica e contribuir para doenças hereditárias e adquiridas, e muitas variantes genéticas associadas a doenças caem em tais regiões reguladoras, em vez de na sequência codificadora. Esta entrada descreve essas sequências em um nível de referência e não é uma base para a interpretação clínica das variantes de um indivíduo.

History

Estudos clássicos de promotores e intensificadores na década de 1980 definiram os elementos centrais curtos e a ação de longo alcance dos intensificadores. A revisão de Smale e Kadonaga (2003) consolidou o promotor central da RNA polimerase II, e o mapeamento de cromatina e transcrição em escala genômica mostrou posteriormente como os promotores são marcados e como os intensificadores, incluindo os transcritos, organizam a expressão gênica.

Key figures

• Stephen T. Smale
• James T. Kadonaga
• Joanna Wysocka
• Richard A. Young

Seminal works

• smale-kadonaga-2003
• long-2016

Frequently asked questions

Qual é a diferença entre um promotor e um intensificador?

Um promotor é a sequência no início do gene que posiciona o maquinário de transcrição, enquanto um intensificador é uma sequência reguladora que pode aumentar a transcrição à distância e em qualquer orientação, entrando em contato com o promotor.

O que significa cis-atuante?

Um elemento cis-atuante é uma sequência de DNA que regula um gene na mesma molécula de DNA, em contraste com os fatores trans-atuantes, que são proteínas (ou RNAs) difusíveis que atuam em sequências-alvo independentemente da localização.