Restiamo in compagnia degli eucarioti e continuiamo a studiare la regolazione della nostra espressione genica. Abbiamo parlato di attivatori e repressori e di come questi si leghino a siti specifici del DNA, di solito molto lontani dal promotore. Abbiamo analizzato i livelli di organizzazione del DNA in nucleosomi, cromatina e poi cromosomi.
Siamo pronti a parlare dei 5 tipi di proteine necessari ad un legame produttivo tra la RNA polimerasi e il promotore. Parliamo di attivazione della trascrizione negli eucarioti. Condizione necessaria all'attivazione della trascrizione è un legame produttivo tra la RNA polimerasi e il promotore.
Negli eucarioti, per ottenere questo legame come accennato nell'introduzione, entrano in gioco 5 tipi di proteine. Gli attivatori della trascrizione, i regolatori architettonici, le proteine che rimodellano la cromatina, i coattivatori e i fattori di trascrizione di base insieme alla proteina che lega il TataBox. Vediamoli!
Gli attivatori della trascrizione sono proteine che si legano a siti specifici del DNA e facilitano così la trascrizione di determinati geni. Gli attivatori possono essere specifici per la regolazione dell'espressione di un dato gene o possono facilitare la trascrizione dei geni a valle di molti promotori diversi. Molti attivatori sono influenzati dall'ambiente cellulare perché sensibili al legame di molecole segnale.
Per approfondire abbiamo parlato di dell'interazione tra molecole segnale e attivatori e dell'influenza che questa interazione può avere sull'induzione o sulla repressione di un gene nella lezione 118. Ma come si chiamano i siti specifici del DNA su cui si legano gli attivatori? Negli eucarioti queste sequenze si possono chiamare in due modi UAS che sta per Upstream Activator Sequence cioè sequenze attivatrice a monte nei lieviti organismi eucariotici. semplici o inansar negli eucarioti superiori.
La modalità di funzionamento delle sequenze UAS ed inansar è analoga, ma le prime si trovano qualche centinaio di basi a monte del sito di inizio della trascrizione, le seconde si possono trovare centinaia ma anche migliaia di basi a monte del sito di inizio della trascrizione e addirittura anche a valle di esso nella stessa sequenza genica. I regolatori architettonici sono proteine non istoniche ed abbondantemente presenti nella cromatina, che mediano la formazione di anse del DNA, anse che avvicinano fisicamente tra loro vari complessi. proteici permettendo così interazioni dirette tra essi.
Avvicinamento tra complessi proteici che risulta fondamentale data l'elevata distanza in termini di numero di basi tra sequenze in ansia e promotori. Se ci pensate abbiamo appena detto che gli enhancer possono essere anche migliaia di basi a monte del sito d'inizio. Una tipologia comune di regolatori architettonici è data dalle proteine HMG che sta per High Mobility Group cioè proteine ad alta mobilità.
Queste proteine svolgono un ruolo cruciale nell'attivazione della trascrizione ma non fatevi ingannare dal loro nome. L'alta mobilità è riferita a come queste proteine corrono in un gel elettroforetico, in un laboratorio quindi. Le proteine che rimodellano la cromatina sono enzimi che modificano direttamente la composizione dei nucleosomi nelle regioni da trascrivere.
Questi enzimi infatti inducono i cambiamenti strutturali della cromatina che sono alla base della differenza tra eterochromatina ed eocromatina. Cambiamenti strutturali ne parlavamo nella scorsa lezione nel posizionamento dei nucleosomi, nelle varianti istoniche e nella modifica covalente. dei nucleosomi. Sottolineiamo da subito che non tutte le proteine che rimodellano la cromatina attivano la trascrizione. Analizziamo brevemente perciò le quattro famiglie note di complessi enzimatici rimodellatori della cromatina.
La famiglia SWI-SNF ha l'effetto di attivare la trascrizione perché estrude dal DNA i nucleosomi, separa parzialmente il DNA dai nucleosomi in prossimità dei siti d'inizio della trascrizione. La famiglia IE-SNF ha l'effetto di attivare la La PSWI nella maggior parte dei casi ha l'effetto di reprimere la trascrizione perché ottimizza la distribuzione dei nucleosomi per permettere l'assemblaggio della cromatina, chiude la conformazione del DNA e silenzia così la trascrizione. La famiglia CHD di cui fanno parte tre sottofamiglie può avere sia l'effetto di attivare sia l'effetto di reprimere la trascrizione. Gli enzimi di questa famiglia che attivano la trascrizione lo fanno rimuovendo i nucleosomi.
osomi, mentre gli enzimi di questa famiglia che reprimono la trascrizione hanno un ruolo nell'assemblaggio della cromatina. La famiglia INO80, infine, ha l'effetto di attivare la trascrizione attraverso il rimodellamento della cromatina oppure serve a riparare il DNA. I coattivatori sono complessi proteici aggiuntivi che, come dice il nome, aiutano gli attivatori.
Aiutano gli attivatori perché svolgono il ruolo di intermediari tra gli attivatori della trascrizione e la RNA polimerasi. Il principale coattivatore eucariotico viene detto mediatore ed è un complesso enzimatico composto da più polipeptidi, essenziale per la trascrizione a livello dei promotori usati dall'RNA polimerasi 2. Per inciso abbiamo distinto le tre RNA polimerasi eucariotiche nella lezione 56. La polimerasi numero 2 è quella che sintetizza il pre-mRNA. Per concludere l'analisi dei 5 tipi di proteine coinvolti nell'attivazione della trascrizione, manca di parlare della TBP e dei vari TF2. Nella formazione del complesso di pre-initio, o PIC che sta per Pre Initiation Complex necessario ad iniziare la trascrizione devono svolgere la loro azione la proteina che lega il Tata Box o TBP che sta per Tata Box. Tata binding protein e vari fattori di trascrizione di base che per l'RNA polimerasi 2 sono i vari TF2 qualcosa, dove TF sta per transcription factor, cioè fattore di trascrizione appunto, e 2 sta per polimerasi 2. Sottolineiamo che i promotori eucariotici possono anche essere privi della sequenza Tata e in questi casi la TBP viene trasportata come un complesso chiamato TF2D più grande.
Il TF2D serve a collocare correttamente la TBP sul promotore e come ultima conseguenza a permettere il corretto posizionamento della RNA polimerasi 2. Conosciamo adesso gli attori in gioco nell'attivazione della trascrizione e possiamo parlare degli eventi dell'attivazione della trascrizione di un gene eucariotico controllato da un promotore trascritto dell'RNA polimerasi 2. La prima di queste 5 classi di proteine a legarsi al DNA è spesso quella degli attivatori e il legame tra attivatori e DNA è spesso l'evento che fa partire l'attivazione di un promotore e la trascrizione del gene a valle di esso. Il legame degli attivatori sugli enhancer è spesso l'evento che innesca l'attivazione della trascrizione. Questo perché gli attivatori sono proteine che si legano molto volentieri, che hanno elevata finitura. affinità si dice, con i loro siti di legame sul DNA.
Elevata affinità che non si riduce nemmeno quando gli enhancer si trovano nella cromatina A. condensata. Il legame degli attivatori sugli enhancer allora chiama all'appello le proteine che rimodellano la cromatina e un coattivatore come il mediatore. Il mediatore a sua volta ha il compito di facilitare la formazione del complesso.
di preinizio, agevolando il legame al DNA della proteina che lega il TataBox. Subito dopo si legano i vari fattori di trascrizione di base e anche la RNA polimerasi stessa. Non citiamo in questo regolamento il fatto che il TataBox è un'azienda di proteine che cap anche i regolatori architettonici perché come detto non sempre i siti di legame per l'attivatore si trovano lontanissimi dal promotore.
È chiaro però che nel caso del legame degli attivatori sui lancer molto lontani dal promotore dobbiamo considerare anche la formazione delle lanze del DNA e perciò l'entrata in gioco dei regolatori architettonici. Bene anche per questa lezione direi che possiamo fermarci qui. Abbiamo attivato la trascrizione.
e stiamo producendo pre-mRNA. Restate connessi con me e con la biologia per non perdere quello che viene in seguito. Like al video e commentino intanto se vi sono stata d'aiuto e se siete capitati sul mio canale per la prima volta iscrivetevi per sostenere il mio lavoro e per continuare a studiare in mia compagnia.
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