Regolazione trascrizione (negli eucarioti)

L'espressione dei geni eucariotici è controllata soprattutto a livello dell'inizio della trascrizione.

I geni trascritti dalla RNA polimerasi ІІ hanno due elementi nel promotore che servono da siti di legame per l'attacco dei fattori basali di trascrizione ( gli elementi sono la TATA box e la sequenza Inr); tuttavia nel promotore esistono altre sequenze che agiscono in cis e che servono da siti di legame per fattori regolatori che controllano l'espressione di geni singoli.

Alcune di queste sequenze regolatrici sono poste vicino i promotori ad es le sequenze che regolano un gene del virus dell'herpes sono CCAAT e GGGCGG (chiamata GC box) poste 100 basi a monte della TATA-box.

Altre sequenze regolatrici sono poste (10 Kb rispetto al sito di inizio della trascrizione) molto lontano e sono chiamate enhancer.

Tali sequenze:

- stimolano la trascrizione di altri promotori e la loro attività non dipende dalla distanza dal sito di inizio.

- funzionano legando fattori di trascrizione che regolano poi la polimerasi.

- sono detti intensificatori che aumentano la velocità di trascrizione.

L'attacco di tali fattori di trascrizione agli enhancer è responsabile:

- del controllo dei geni durante lo sviluppo e il differenziamento;

- risposta delle cellule agli ormoni;

Esiste ad es, l'enhancer delle immunoglobuline che è attivo nei linfociti ma non in altri tipi di cellule.

Proteine che legano le sequenze regolatrici (attivatori e repressori)

Fra le proteine che si legano alle sequenze regolatici, stimolando appunto la trascrizione, vi sono gli attivatori della trascrizione , questi sono costituiti da due domini: uno che si lega al DNA , mentre l'altro attiva la trascrizione [domini di attivazione] interagendo con il macchinario di trascrizione ( complesso basale di trascrizione + attivatore)

Fra i domini che legano il DNA vi sono:

- domini a dita di zinco → contengono ripetizioni di residui di cisteina e istidina che legano ioni zinco e si ripiripiegano in strutture ad ansa (dita) che legano il DNA;

- domini a struttura elica-giro-elica → presentano un elica che si lega al DNA;

- domini a cerniera di leucina → sono formati da due catene polipeptidiche distinte;

- domini elica-ansa-elica → simili alle precedenti;

I domini di attivazione si pensa interagiscono con i fattori basali come TFІІB o TFІІD facilitando l'assemblaggio di un complesso di trascrizione sul promotore.

L’espressione dei geni nelle cellule eucariotiche è regolata non solo da attivatori della trascrizione, ma anche da repressori.

Questi si legano a sequenze specifiche di DNA inibendone la trascrizione.

1) In alcuni casi, interferiscono semplicemente con il legame di altri fattori di trascrizione al DNA (es: l'attacco di un repressore vicino al sito di inizio della trascrizione può bloccare l'interazione della RNA polimerasi o dei fattori basali col promotore).

2) altri repressori possono competere con attivatori per il legame a sequenze regolatrici ( questi possono possedere il dominio di legame al DNA ma sono privi del dominio di attivazione → si inibisce la trascrizione)