Factor de transcripción general
Clase de factores de transcripción de proteínas
Factores de transcripción. En la parte central, encima del promotor, la parte de color rosa de los factores de transcripción son los factores de transcripción generales.

Los factores de transcripción generales ( GTF ), también conocidos como factores de transcripción basales, son una clase de factores de transcripción de proteínas que se unen a sitios específicos ( promotor ) en el ADN para activar la transcripción de la información genética del ADN al ARN mensajero . Los GTF, la ARN polimerasa y el mediador (un complejo multiproteico) constituyen el aparato transcripcional básico que primero se une al promotor y luego inicia la transcripción. [1] Los GTF también están íntimamente involucrados en el proceso de regulación genética, y la mayoría son necesarios para la vida. [2]

Un factor de transcripción es una proteína que se une a secuencias de ADN específicas ( potenciador o promotor), ya sea solo o con otras proteínas en un complejo, para controlar la tasa de transcripción de la información genética del ADN al ARN mensajero promoviendo (actuando como activador ) o bloqueando (actuando como represor ) el reclutamiento de la ARN polimerasa. [3] [4] [5] [6] [7] Como clase de proteína, los factores de transcripción generales se unen a los promotores a lo largo de la secuencia de ADN o forman un gran complejo de preiniciación de la transcripción para activar la transcripción. Los factores de transcripción generales son necesarios para que se produzca la transcripción. [8] [9] [10]

Tipos

En las bacterias , la iniciación de la transcripción requiere una ARN polimerasa y un único factor GTF: sigma .

Complejo de preiniciación de la transcripción

En arqueas y eucariotas , la iniciación de la transcripción requiere una ARN polimerasa y un conjunto de múltiples GTF para formar un complejo de preiniciación de la transcripción. La iniciación de la transcripción por la ARN polimerasa II eucariota involucra los siguientes GTF: [7] [11]

  • TFIIA – estabiliza la interacción entre la caja TATA y la proteína de unión TFIID/TATA (TBP)
  • TFIIB – reconoce el elemento de reconocimiento B (BRE) en los promotores
  • TFIID : se une a TBP y reconoce los factores asociados a TBP (TAF), también agrega selectividad al promotor
  • TFIIE – atrae y regula a TFIIH
  • TFIIF – estabiliza la interacción de la ARN polimerasa con TBP y TFIIB; ayuda a atraer TFIIE y TFIIH
  • TFIIH – desenrolla el ADN en el punto de inicio de la transcripción, fosforila Ser5 de la ARN polimerasa CCTD, libera la ARN polimerasa del promotor

Función y mecanismo

En bacterias

Un factor sigma es una proteína necesaria solo para la iniciación de la síntesis de ARN en bacterias. [12] Los factores sigma proporcionan especificidad de reconocimiento del promotor a la ARN polimerasa (RNAP) y contribuyen a la separación de la cadena de ADN, para luego disociarse de la enzima central de la ARN polimerasa después del inicio de la transcripción. [13] El núcleo de la ARN polimerasa se asocia con el factor sigma para formar la holoenzima ARN polimerasa. El factor sigma reduce la afinidad de la ARN polimerasa por el ADN no específico al tiempo que aumenta la especificidad por los promotores, lo que permite que la transcripción se inicie en los sitios correctos. La enzima central de la ARN polimerasa tiene cinco subunidades ( subunidades proteicas ) (~400 kDa ). [14] Debido a la asociación de la ARN polimerasa con el factor sigma, la ARN polimerasa completa tiene 6 subunidades: la subunidad sigma, además de las dos subunidades alfa (α), una beta (β), una beta prima (β') y una omega (ω) que forman la enzima central (~450 kDa). Además, muchas bacterias pueden tener múltiples factores σ alternativos. El nivel y la actividad de los factores σ alternativos están altamente regulados y pueden variar dependiendo de señales ambientales o de desarrollo. [15]

En arqueas y eucariotas

El complejo de preiniciación de la transcripción es un gran complejo de proteínas que es necesario para la transcripción de genes codificadores de proteínas en eucariotas y arqueas. Se une al promotor del ADN (ei, caja TATA) y ayuda a posicionar la ARN polimerasa II en los sitios de inicio de la transcripción génica, desnaturaliza el ADN y luego inicia la transcripción. [7] [16] [17] [18]

Ensamblaje del complejo de preiniciación de la transcripción

El ensamblaje del complejo de preiniciación de la transcripción sigue estos pasos:

  1. La proteína de unión TATA (TBP), una subunidad de TFIID (el GTF más grande), se une al promotor (caja TATA), lo que crea una curva pronunciada en el ADN del promotor. Luego, las interacciones TBP-TFIIA reclutan a TFIIA hacia el promotor.
  2. Las interacciones TBP-TFIIB reclutan a TFIIB hacia el promotor. La ARN polimerasa II y TFIIF se ensamblan para formar el complejo de la polimerasa II. TFIIB ayuda a que el complejo de la polimerasa II se una correctamente.
  3. TFIIE y TFIIH se unen al complejo y forman el complejo de preiniciación de la transcripción. TFIIA/B/E/H se van una vez que comienza la elongación del ARN. TFIID permanecerá hasta que finalice la elongación.
  4. Las subunidades dentro de TFIIH que tienen actividad de ATPasa y helicasa crean una tensión superhelicoidal negativa en el ADN. Esta tensión superhelicoidal negativa hace que aproximadamente una vuelta de ADN se desenrolle y forme la burbuja de transcripción.
  5. La cadena molde de la burbuja de transcripción se acopla con el sitio activo de la ARN polimerasa II y luego comienza la síntesis de ARN.

Referencias

  1. ^ Pierce, Benjamin A. (2012). Genética: un enfoque conceptual (4.ª ed.). Nueva York: WH Freeman. pp. 364–367. ISBN 978-1-4292-3250-0.
  2. ^ Dillon, Niall (2006). "Regulación genética y organización de la cromatina a gran escala en el núcleo". Investigación cromosómica . 14 (1): 117–26. doi :10.1007/s10577-006-1027-8. PMID  16506101. S2CID  28667905.
  3. ^ Latchman, David S. (diciembre de 1997). "Factores de transcripción: una descripción general". Revista internacional de bioquímica y biología celular . 29 (12): 1305–12. doi :10.1016/S1357-2725(97)00085-X. PMC 2002184 . PMID  9570129. 
  4. ^ Karin, M. (febrero de 1990). "Demasiados factores de transcripción: interacciones positivas y negativas". The New Biologist . 2 (2): 126–31. PMID  2128034.
  5. ^ Roeder, Robert G. (septiembre de 1996). "El papel de los factores de iniciación generales en la transcripción por la ARN polimerasa II". Tendencias en ciencias bioquímicas . 21 (9): 327–35. doi :10.1016/S0968-0004(96)10050-5. PMID  8870495.
  6. ^ Nikolov, DB; Burley, SK (1997). "Iniciación de la transcripción de la ARN polimerasa II: una visión estructural". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 94 (1): 15–22. Bibcode :1997PNAS...94...15N. doi : 10.1073/pnas.94.1.15 . PMC 33652 . PMID  8990153. 
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  17. ^ Kim, Tae-Kyung; Lagrange, Thierry; Wang, Yuh-Hwa; Griffith, Jack D.; Reinberg, Danny; Ebright, Richard H. (11 de noviembre de 1997). "Trayectoria del ADN en el complejo de preiniciación de la transcripción de la ARN polimerasa II". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 94 (23): 12268–73. Bibcode :1997PNAS...9412268K. doi : 10.1073/pnas.94.23.12268 . PMC 24903 . PMID  9356438. 
  18. ^ Kim, Tae-Kyung; Ebright, Richard H .; Reinberg, Danny (mayo de 2000). "Mecanismo de fusión del promotor dependiente de ATP por el factor de transcripción IIH". Science . 288 (5470): 1418–22. Bibcode :2000Sci...288.1418K. doi :10.1126/science.288.5470.1418. PMID  10827951.
  • Factores de transcripción general en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
  • Holoenzimas en los encabezamientos de materias médicas de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
  • Vídeo de YouTube sobre la transcripción del ADN
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