Regulacion En Trans

Regulación en trans: proteínas de unión al DNA

Como acabamos de ver, la mayoría de las secuencias reguladoras que hemos estudiado no pueden, por sí solas, modificar la velocidad de transcripción. Las responsables de la modificación de la velocidad son las proteínas que obran recíprocamente con ellas. A este tipo de regulación es que se le llama regulación en trans. Una de las primeras proteínas de este tipo que se caracterizó y clonó fue la SP1 que reconoce las cajas GC. Después, se han descubierto numerosas proteínas de regulación en trans, como son los factores inducibles que se une a los elementos respuesta.

Las proteínas reguladoras que se fijan al DNA son capaces de fijarse tanto a los enhancers como a los elementos anteriores. Ellas pueden obrar recíprocamente entre ellas antes de fijarse al DNA o pueden actuar de forma independiente. Una misma proteína puede fijarse a un enhancer y a un elemento o pueden ser proteínas diferentes. Algunas proteínas reguladoras activan la transcripción y otras la inhiben. Las proteínas fijadas en los enhancers cooperan con las fijadas en los elementos para controlar la transcripción. Su efecto global será la resultante de sus efectos activadores e inhibidores. Las proteínas reguladoras específicas de célula están presentes en muy pequeñas cantidades en la célula.

El estudio de las proteínas reguladoras ha permitido poner en evidencia características muy comunes entre ellas. De esta manera, se sabe que cada una de esas proteínas contiene al menos dos dominios:

» el dominio de fijación al DNA que permite a la proteína reconocer sus genes "diana" y

» el dominio de acción sobre la transcripción que provocará los efectos positivos o negativos de la proteína sobre la transcripción.

Se ha demostrado que ambos tipos de dominio son intercambiables entre los diferentes factores de transcripción. De esta forma, una proteína constituida por un dominio de activación de la transcripción proveniente de un factor de transcripción de mamífero acoplado a un dominio de fijación al DNA proveniente de una levadura será perfectamente funcional y activará todos los genes que posean la secuencia diana del dominio de fijación al DNA. Además de estos dos dominios, algunos factores poseen otros dominios que les confieren determinadas propiedades y que son también intercambiables. Estos dominios pueden ser, por ejemplo, un sitio de fijación para una hormona, para un ion, etc...

El dominio de unión al DNA sirve para traer la proteína al lugar correcto. Exactamente cómo o donde se une al DNA es irrelevante, pero, una vez en su lugar, el dominio de activación de la transcripción juega su papel. Según esta manera de ver las cosas, no importa la manera en que el dominio de activación de la transcripción se acerca a la vecindad del promotor. La forma que tienen los dos tipos de módulo de funcionar en las proteínas híbridas sugiere, que cada dominio de la proteína adquiere de forma independiente una estructura activa que no está influenciada por el resto de la proteína. Así, la función del dominio de unión al DNA puede verse como la de traer el dominio de activación cerca del sitio de iniciación. Esto explica porqué la localización exacta de los sitios de unión al DNA pueden variar dentro del promotor.

Dominios de fijación al DNA

___ » Motivo Hélice-giro-hélice

El motivo hélice-giro-hélice se identificó originalmente como el dominio de unión al DNA de los represores de fagos. Una hélice αyace en el gran surco del DNA; la otra, en ángulo a través del DNA. Una forma parecida del motivo se puede encontrar en elhomeodominio, una secuencia que se caracterizó por primera vez en varias proteínas codificadas por genes que tienen que ver con la regulación del desarrollo de la Drosophila. Está también presente en genes que codifican para factores de transcripción de mamíferos. Las proteínas reguladoras Oct-1 y Oct-2, cuya secuencia de fijación es un octámero, son ejemplo de esta estructura.

___

__ » Motivo Dedos de Zn

Dos tipos de proteínas de unión al DNA tienen este tipo de estructura: las clásicas proteínas "dedos de zinc" y los receptores de esteroides. Una "proteína dactilar" típica tiene una serie de dedos de zinc. El motivo toma su nombre del asa de aminoácidos que sale del sitio de unión del zinc y que se describe como el dedo Cys2/His2. El zinc se encuentra sujeto en una estructura tetrahédrica formada por los residuos Cys y His conservados. El propio dedo contiene alrededor de 23 aminoácidos y el conector entre los dedos está formado casi siempre por 7-8 aminoácidos.

Los dedos de zinc representan un motivo común en las proteínas de unión al DNA. Generalmente los dedos están organizados como series sencillas de repeticiones en tándem. Ocasionalmente existe más de un grupo de dedos. El tramo de dedos va desde 9 repeticiones que ocupan casi la proteína completa (como en el caso de TFIIIA) hasta un solo dominio pequeño con 2 dedos (como en el regulador ADR1 de Drosophila). El factor general de transcripción SP1 tiene un dominio de unión al DNA que tiene 3 dedos de zinc.

La porción C-terminal de cada dedo forma α-hélices que se unen al DNA. La porción N-terminal forma una hoja en β. Los tres tramos de α-hélices se acomodan en una vuelta del gran surco. Cada α-hélice (y por tanto, cada dedo) hace dos contactos específicos de secuencia con el DNA. Se espera que los aminoácidos no conservados del lado C-terminal de cada dedo sean responsables del reconocimiento de sitios diana específicos.

Los receptores de esteroides (y algunas otras proteínas) tiene otro tipo de dedo. Estos se llaman dedos Cys2/Cys2 y son diferentes de los dedos Cys2/His2. Las proteínas que tienen dedos Cys2/Cys2tienen a menudo dedos no repetitivos por el contrario de la repetición en tándem del tipo Cys2/Cys2. Los sitios de unión en el DNA son cortos y palindrómicos.

___ » Motivo Zipper de leucina

El zipper de leucina es un tramo de aminoácidos ricos en residuos de leucina que

...