10.3: Sequenze Cis-regolatorie

Le sequenze cis-regolatrici sono brevi frammenti di DNA non codificante presenti sugli stessi cromosomi dei geni che regolano. Questi frammenti fungono da siti di legame per i regolatori trascrizionali, proteine responsabili del controllo della trascrizione genetica e dell'espressione genica differenziale tra i tipi di cellule negli eucarioti. Le sequenze cis-regolatrici possono essere vicine al gene di interesse o a migliaia di basi di distanza nella sequenza del DNA; tuttavia, le sequenze più lontane sono spesso localizzate spazialmente vicino al gene che regolano a causa dello stretto impacchettamento del DNA nel cromosoma. Quelle vicine nella sequenza regolano l'inizio della trascrizione genica, mentre quelle più lontane migliorano o silenziano la trascrizione genica. Gli effetti di diverse sequenze cis-regolatrici regolano trascrizionalmente la maggior parte dei geni; tuttavia, occasionalmente, una singola sequenza cis-regolatoria regola la trascrizione di un gene.

I fattori di trascrizione si legano alle sequenze cis-regolatrici quando il DNA è nella sua forma a doppia elica. I regolatori trascrizionali legano sequenze specifiche ma sono in grado di legare anche sequenze strettamente correlate. La doppia elica ha due tipi di scanalatura: la scanalatura minore, più piccola, e la scanalatura maggiore, più grande. È più probabile che i fattori regolatori si leghino ai principali solchi del DNA a causa delle loro dimensioni. I regolatori della trascrizione riconoscono specifiche sequenze cis-regolatorie dalle caratteristiche chimiche presenti ai bordi delle coppie di basi azotate. Ad esempio, le basi hanno diversi donatori e accettori di legami idrogeno esposti lungo il solco che possono formare legami idrogeno con i regolatori trascrizionali. Poiché in questo legame sono coinvolte anche molte interazioni non covalenti, l’associazione è altamente stabile.

I regolatori trascrizionali sono proteine che si legano a brevi tratti specifici di DNA non codificante, note come sequenze cis-regolatrici. Questi componenti essenziali per la regolazione genica sono presenti in tutto il genoma. i regolatori trascrizionali, possono legarsi a sequenze regolatrici cis sul DNA nella sua forma a doppia elica.

La forma elicoidale del DNA ha due scanalature che differiscono nelle dimensioni. Il solco più largo, conosciuto come il solco maggiore, è più accessibile del solco minore;come risultato, la maggior parte delle interazioni che si verificano nel solco maggiore. I bordi delle basi azotate sono esposti lungo le scanalature e possono realizzare legami idrogeno e altre interazioni non covalenti.

Questo legame dei regolatori trascrizionali è specifico della sequenza. Tuttavia, sono riconosciute anche sequenze strettamente correlate. Questa associazione è altamente stabile a causa delle molteplici interazioni non covalenti coinvolte.

Le sequenze regolatrici-Cis possono governare ogni aspetto della trascrizione genica, compresa l'inibizione o l'inizio della trascrizione, così come il tasso di trascrizione. Possono essere ampiamente classificate in quelle che sono nelle immediate vicinanze del sito di trascrizione e altre che sono migliaia di coppie di basi lontane. Le sequenze regoltrici-Cis più vicine sono solitamente parte delle sequenze del promotore che iniziano la trascrizione genica.

Le più lontane possono partecipare o a migliorare o silenziare la trascrizione. Spesso, il compact packing del DNA e del cromosoma fa sì che queste sequenze siano spazialmente vicine al gene che regolano, anche se sono lontane nella sequenza. Una combinazione di diverse sequenze regolatrici-Cis controlla l'espressione della maggior parte dei geni.

Raramente, un gene sarà sotto il controllo di una sola sequenza.