Promotores e Fatores de Transcrição

As sequências de DNA que marcam o início da transcrição e as proteínas que as leem para ligar ou desligar genes e ajustar sua expressão.

Definition

Um promotor é a região do DNA que direciona o início da transcrição de um gene; fatores de transcrição são proteínas que se ligam a sequências promotoras e intensificadoras para recrutar ou modular a RNA polimerase, controlando assim se e quanto um gene é transcrito.

Scope

Este tópico abrange elementos de DNA cis-atuantes — promotores centrais, elementos proximais e intensificadores distais — e as proteínas trans-atuantes que se ligam a eles: fatores de transcrição gerais necessários para posicionar a polimerase e reguladores sequência-específicos que ativam ou reprimem genes particulares. Aborda como esses elementos e fatores se combinam para determinar quando e com que intensidade um gene é transcrito. A lógica subsequente dos circuitos regulatórios é desenvolvida na área de regulação gênica.

Core questions

• Quais elementos de sequência definem um promotor e onde eles estão localizados?
• Como os fatores de transcrição gerais ajudam a posicionar a polimerase?
• Como os fatores sequência-específicos ativam ou reprimem genes particulares?
• Como intensificadores distantes influenciam a transcrição em um promotor?

Key theories

Controle combinatório por fatores de transcrição

A transcrição de um gene é definida pela combinação particular de ativadores e repressores ligados ao seu promotor e intensificadores, de modo que um repertório limitado de fatores pode especificar um grande número de padrões de expressão distintos.

Elementos regulatórios cis-modulares

Os promotores centrais posicionam a polimerase, enquanto elementos proximais e distais separados, como os intensificadores, ligam fatores regulatórios e atuam à distância, tornando o DNA regulatório modular e combinável.

Mechanisms

Fatores de transcrição gerais se reúnem no promotor central para recrutar e posicionar corretamente a RNA polimerase, formando o aparelho basal. Fatores de transcrição sequência-específicos se ligam aos seus sítios-alvo em promotores e intensificadores através de domínios de ligação ao DNA e usam domínios de ativação ou repressão separados para recrutar coativadores, correpressores e complexos modificadores de cromatina. Os intensificadores podem atuar a longas distâncias, formando alças no DNA interveniente, de modo que os fatores ligados contatem o aparelho basal, integrando muitas entradas em um único nível de transcrição.

Clinical relevance

Mutações em promotores, intensificadores e fatores de transcrição causam distúrbios de desenvolvimento e cânceres, e os fatores de transcrição são alvos terapêuticos intensamente estudados; enquadrado como significado em vez de orientação clínica.

History

A análise de promotores bacterianos e virais nas décadas de 1970 e 1980 definiu sequências promotoras conservadas, e a clonagem dos primeiros fatores de transcrição eucarióticos sequência-específicos estabeleceu a visão combinatória e modular do controle gênico agora padrão na biologia molecular.

Key figures

• Robert Tjian
• Mark Ptashne

Seminal works

• lodish2016
• alberts2014

Frequently asked questions

Qual é a diferença entre um promotor e um intensificador?

Um promotor é o DNA próximo ao sítio de início onde a polimerase é posicionada; um intensificador é um elemento regulatório, frequentemente distante, que impulsiona a transcrição através de fatores ligados.

Todos os fatores de transcrição ativam genes?

Não. Alguns são ativadores que aumentam a transcrição, enquanto outros são repressores que a reduzem ou bloqueiam; o equilíbrio determina a expressão de um gene.