10.7: La regione promotrice eucariotica

La regione del promotore eucariotico è un segmento di DNA situato a monte di un gene. Contiene un sito di legame della RNA polimerasi, un sito di inizio della trascrizione e diverse sequenze di cis-regolazione. La regione del promotore prossimale si trova in prossimità del gene e presenta sequenze cis-regolatrici e il promotore centrale. Il promotore principale è il sito di legame per la RNA polimerasi e solitamente si trova tra -35 e +35 nucleotidi dal sito di inizio della trascrizione. Le regioni distali del promotore sono sequenze cis-regolatrici, distanti migliaia di paia di basi da un gene. La lunghezza di una regione del promotore può variare significativamente da gene a gene.

Il promotore principale contiene motivi caratteristici in cui i fattori di trascrizione generali possono legarsi e reclutare la RNA polimerasi. La TATA box è un motivo situato 25-30 paia di basi a monte del sito di inizio della trascrizione. È più flessibile e meno termodinamicamente stabile rispetto ad altri motivi promotori a causa del suo elevato contenuto di AT, consentendo il legame efficiente del meccanismo di trascrizione. Si trova in geni che richiedono alti livelli di espressione in condizioni specifiche, come quei geni coinvolti nella differenziazione cellulare. La TATA box è spesso affiancata da una serie di brevi motivi nucleotidici, noti come elementi di riconoscimento B. Il fattore di trascrizione II B, un componente importante coinvolto nell'assemblaggio del meccanismo di trascrizione nella TATA box, si lega a questi elementi B.

L'elemento iniziatore, composto dalla sequenza degenere YYANWYY*, contiene il sito di inizio della trascrizione. A valle dell'elemento iniziatore si trova un altro motivo caratteristico, noto come elemento promotore a valle (DPE), costituito dalla sequenza degenere RGWYVT. La TATA box e il DPE regolano tipi simili di geni e un promotore eucariotico può avere una TATA box o un DPE. L'elemento iniziatore può funzionare in sinergia con una TATA box o DPE per regolare la trascrizione.

Le isole CpG sono un altro tipo di motivo promotore centrale che regola l'espressione di altri tipi di geni, come i geni costitutivi, che richiedono un'espressione costante in piccole quantità. Sono chiamate isole CpG perché contengono sequenze ad alto contenuto di citosina seguita da guanina. La "p" rappresenta il legame fosfodiestere che collega C a G. È noto che le isole CpG sono presenti anche nelle regioni del promotore distale.

*Codici R per A o G; Codici W per A o T; Codici Y per C o T; Codici V per A o G o C; e codici N per una qualsiasi delle quattro basi.

Il promotore è un regolatore principale dell'espressione genica, che contiene siti di legame per RNA polimerasi, l'enzima responsabile della trascrizione, 00:00:10.740 00:00:14.250 e fattori di trascrizione che facilitano o inibiscono il legame di RNA polimerasi. La regione promotrice si trova principalmente a monte del gene che la regola. Ha caratteristiche strutturali distinte, come una struttura curva con la capacità di piegarsi quando i regolatori trascrizionali si legano a bassa stabilità termodinamica, per la presenza di regioni AT-ricche.

Negli eucarioti, questa regione di controllo trascrizionale è più complessa che nei procarioti. Oltre al promotore core, i geni eucariotici, hanno molte sequenze cis-regolatrici aggiuntive che che i fattori di trascrizione possono legare. La RNA polimerasi procariotica richiede un fattore sigma per legarsi al promotore, mentre le RNA polimerasi eucariotiche richiedono diversi regolatori di questo tipo.

Inoltre, le tre diverse RNA polimerasi negli eucarioti che si legano a promotori distinti richiedono differenti regolatori trascrizionali. Il promotore eucariotico di nucleo contiene diversi segnali che lavorano insieme in varie combinazioni per consentire il legame dell'RNA polimerasi. La TATA box è altamente conservata tra gli organismi.

Le TATA box sono solitamente presenti nei geni e mostrano alti livelli di espressione specifica delle cellule, come le proteine coinvolte nella differenziazione cellulare. Iniziatori e elementi promotori downstream o a valle, consistono in sequenze degenerate che seguono uno specifico modello di nucleotidi, anche se la loro esatta sequenza varia. L'elemento iniziatore è il motivo promotore più comune.

Può aiutare a mantenere i livelli basali di trascrizione o a lavorare insieme alle TATA box, per migliorare il legame dei fattori di trascrizione. L'elemento promotore downstream, è situato a valle del sito di inizio della trascrizione ed è stato inizialmente trovato in promotori privi di TATA box. Il DPE lavora spesso in combinazione con l'elemento iniziatore per regolare la trascrizione.

Le isole CpG sono costituite da sezioni di DNA dove una citosina è seguita da una guanina. Le isole CpG di solito regolano la pulizia;geni, che sono continuamente espressi in piccole quantità e non richiedono alti livelli di trascrizione.