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10.8:

Co-activateurs et co-répresseurs

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Molecular Biology
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Co-activators and Co-repressors

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Transcription is regulated by activators and repressors, proteins that bind to DNA. In eukaryotes, these regulatory proteins often need additional proteins, called co-regulators, to function properly. These co-regulators bind to activator or repressor complexes; however, they do not recognize cis-regulatory sequences, as they cannot bind directly to DNA.  A transcriptional regulator binds to a cis-regulatory sequence before the co-regulator associates; regulators and co-regulators often cannot form stable complexes unless the regulator is bound to DNA. In certain cases, RNA molecules also serve as scaffolds to hold all the proteins in a complex together. Some of these co-regulators are enzymes that can regulate gene expression, such as histone acetyltransferases and deacetylases. Acetyltransferases are co-activators that transfer an acetyl group to the histone leading to the loosening up of the DNA and promoting transcription. Deacetylases are co-repressors that remove acetyl groups resulting in the tight packing of DNA around the histones and preventing transcription. For example, the co-regulator SMRT associates with the thyroid hormone receptor at the positive hormone response element and acts as a co-repressor to inhibit basal transcription. When a hormone binds to the receptor, the SMRT dissociates, and a co-activator binds to activate transcription.  However, when bound to the same receptor on a negative hormone response element, SMRT activates transcription in the absence of the hormone. Thereby acting as a co-activator. 

10.8:

Co-activateurs et co-répresseurs

La transcription génique est régulée par l’action synergique de plusieurs protéines qui forment un complexe au niveau d’un site de régulation génique. Ceci est observé chez les eucaryotes, où la régulation de l’expression génique est un processus complexe. Les protéines régulatrices chez les eucaryotes peuvent être largement classées en deux types : les régulateurs qui se lient directement à des séquences d’ADN spécifiques et les corégulateurs qui s’associent aux protéines régulatrices mais ne peuvent pas se lier directement à l’ADN. Ces corégulateurs sont ensuite divisés en co-activateurs ou co-répresseurs en fonction de leur fonction.

Un co-régulateur individuel peut fonctionner soit comme un co-activateur, soit comme un co-répresseur, selon son rôle dans son complexe associé. Par exemple, le co-répresseur transcriptionnel G9a participe à l’activation de l’expression génique pour un récepteur d’hormone stéroïde avec d’autres co-activateurs, tels que GRIP1 et CARM1. Des domaines distincts de la protéine remplissent ces fonctions variées. En plus du rôle dans le complexe, ces régulateurs ont des activités enzymatiques qui peuvent aider à réguler l’expression des gènes par le remodelage de la structure de la chromatine.

Les histones acétyltransférases et les histones déméthylases fonctionnent comme des co-activateurs ; cependant, ils doivent d’abord être localisés sur le site de régulation par un activateur de transcription pour pouvoir remplir ces fonctions. Les histone acétyltransférases peuvent acétyler les résidus de lysine sur les queues d’histone. L’acétylation déroule la chromatine et favorise l’expression des gènes. D’autre part, les histones désacétylases et les histones méthyltransférases fonctionnent comme des co-répresseurs. Ces deux modifications conduisent au resserrement de la structure de la chromatine et conduisent ainsi à la prévention de l’expression des gènes.  

Suggested Reading

  1. Lee, J. W., Cheong, J., Lee, Y. C., Na, S. Y., & Lee, S. K. (2000). Dissecting the molecular mechanism of nuclear receptor action: transcription coactivators and corepressors. Experimental & molecular medicine, 32(2), 53-60.
  2. Gao, Z., Chiao, P., Zhang, X., Zhang, X., Lazar, M. A., Seto, E., … & Ye, J. (2005). Coactivators and corepressors of NF-κB in IκBα gene promoter. Journal of Biological Chemistry, 280(22), 21091-21098.
  3. Purcell, D. J., Jeong, K. W., Bittencourt, D., Gerke, D. S., & Stallcup, M. R. (2011). A distinct mechanism for coactivator versus corepressor function by histone methyltransferase G9a in transcriptional regulation. Journal of Biological Chemistry, 286(49), 41963-41971.