16.3: Regulación Transcripcional Eucariota

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Al igual que las células procariotas, la transcripción de genes en eucariotas requiere de las acciones de una ARN polimerasa para unirse a una secuencia aguas arriba de un gen para iniciar la transcripción. Sin embargo, a diferencia de las células procariotas, la ARN polimerasa eucariota requiere otras proteínas, o factores de transcripción, para facilitar el inicio de la transcripción. Los factores de transcripción son proteínas que se unen a la secuencia promotora y otras secuencias reguladoras para controlar la transcripción del gen diana. La ARN polimerasa por sí misma no puede iniciar la transcripción en células eucariotas. Los factores de transcripción deben unirse primero a la región promotora y reclutar la ARN polimerasa al sitio para que se establezca la transcripción.

El Promotor y la maquinaria de transcripción

Los genes están organizados para facilitar el control de la expresión génica. La región promotora está inmediatamente aguas arriba de la secuencia codificante. Esta región puede ser corta (solo unos pocos nucleótidos de longitud) o bastante larga (cientos de nucleótidos de longitud). Cuanto más largo sea el promotor, más espacio disponible para que las proteínas se unan. Esto también agrega más control al proceso de transcripción. La longitud del promotor es específica del gen y puede diferir drásticamente entre los genes. En consecuencia, el nivel de control de la expresión génica también puede diferir bastante dramáticamente entre los genes. El propósito del promotor es unir factores de transcripción que controlan el inicio de la transcripción.

La interacción entre partes del promotor y factores de transcripción es bastante compleja (Figura\(\PageIndex{1}\)) y difiere entre genes específicos. Además de los factores de transcripción generales, existen factores de transcripción específicos de genes. Hay cientos de factores de transcripción en una célula que cada uno se une específicamente a un motivo de secuencia de ADN particular. Los factores de transcripción responden a estímulos ambientales que hacen que las proteínas encuentren sus sitios de unión e inicien la transcripción del gen que se necesita.

La expresión del gen eucariota está controlada por un promotor inmediatamente adyacente al gen, y un potenciador muy aguas arriba. El ADN se pliega sobre sí mismo, llevando el potenciador al lado del promotor. Los factores de transcripción y las proteínas mediadoras se intercalan entre el promotor y el potenciador. Las secuencias cortas de ADN dentro del potenciador llamadas elementos de control distales se unen a activadores, que a su vez se unen a factores de transcripción y proteínas mediadoras unidas al promotor. La ARN polimerasa se une al complejo, permitiendo que comience la transcripción. Diferentes genes tienen potenciadores con diferentes elementos de control distales, permitiendo la regulación diferencial de la transcripción. — **Figura\(\PageIndex{1}\):** Un potenciador es una secuencia de ADN que promueve la transcripción. Cada potenciador está compuesto por secuencias cortas de ADN llamadas elementos de control distales. Los activadores unidos a los elementos de control distales interactúan con proteínas mediadoras y factores de transcripción. Dos genes diferentes pueden tener el mismo promotor pero diferentes elementos distales de control, permitiendo la expresión génica diferencial.

Potenciadores y Transcripción

En algunos genes eucariotas, hay regiones que ayudan a aumentar o potenciar la transcripción. Estas regiones, llamadas potenciadores, no están necesariamente cerca de los genes que potencian. Pueden localizarse aguas arriba de un gen, dentro de la región codificante del gen, aguas abajo de un gen, o pueden estar a miles de nucleótidos de distancia.

Las regiones potenciadoras son secuencias de unión, o sitios, para factores de transcripción. Cuando una proteína dobladora de ADN se une, la forma del ADN cambia (Figura\(\PageIndex{1}\)). Este cambio de forma permite la interacción de los activadores unidos a los potenciadores con los factores de transcripción unidos a la región promotora y la ARN polimerasa. Mientras que el ADN generalmente se representa como una línea recta en dos dimensiones, en realidad es un objeto tridimensional. Por lo tanto, una secuencia de nucleótidos a miles de nucleótidos de distancia puede plegarse e interactuar con un promotor específico.

Apagado de Genes: Represores Transcripcionales

Al igual que las células procariotas, las células eucariotas también tienen mecanismos para prevenir la transcripción. Los represores transcripcionales pueden unirse a regiones promotoras o potenciadoras y bloquear la transcripción. Al igual que los activadores transcripcionales, los represores responden a estímulos externos para evitar la unión de factores de transcripción activadores.

Referencias

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OpenStax, Conceptos de Biología. OpenStax CNX. 3 de enero de 2017. https://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10...cription-Gene -