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10.8:

Coattivatori e corepressori

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Molecular Biology
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Co-activators and Co-repressors

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La trascrizione è regolata da attivatori e repressori, ossia proteine che si legano al DNA. Negli eucarioti, queste proteine regolatrici spesso hanno bisogno di proteine aggiuntive chiamate coregulatori per funzionare correttamente. questi coregulatori si legano a complessi di attivazione o repressione.Tuttavia, non riconoscono le sequenze regolatrici cis poiché non possono legarsi direttamente al DNA. Un regolatore di trascrizione si lega per assistere la sequenza regolatoria prima che il coregulatore si associ. I regolatori e i coregulatori, spesso non possono formare complessi stabili a meno che il regolatore non sia legato al DNA.In alcuni casi, anche le molecole di RNA servono come impalcature per tenere insieme, in un complesso, tutte le proteine. Alcuni di questi coregulatori sono enzimi che possono regolare l’espressione genica, come istone acetiltransferasi e deacetilasi. Le acetiltransferasi sono coattivatori che si trasferiscono in gruppo acetile all’istone portando all’allentamento del DNA e alla promozione della trascrizione.Le deacetilasi sono dei corepressori che rimuovono i gruppi acetile, determinando un impaccamento stretto del DNA intorno agli istoni e prevenendo la trascrizione. Ad esempio, il coregulatore SMRT associa al recettore dell’ormone tiroideo all’elemento di risposta positivo dell’ormone e agisce come un corepressore per inibire la trascrizione basale. Quando un ormone si lega al recettore, l’SMRT si dissocia e un coattivatore si lega per attivare la trascrizione.Tuttavia, quando legato allo stesso recettore, su un elemento di risposta, SMRT attiva la trascrizione in assenza dell’ormone, quindi agendo come coattivatore.

10.8:

Coattivatori e corepressori

Gene transcription is regulated by the synergistic action of several proteins that form a complex at a gene regulatory site. This is observed in eukaryotes, where the regulation of gene expression is a complex process. Regulatory proteins in eukaryotes can broadly be classified into two types – regulators that bind directly to specific DNA sequences and co-regulators that associate with regulatory proteins but cannot directly bind to the DNA. These co-regulators are further divided into co-activators or co-repressors based on their function.

An individual co-regulator can function either as a co-activator or a co-repressor, depending on its role in its associated complex. For example, the transcriptional co-repressor G9a participates in the activation of gene expression for a steroid hormone receptor along with other co-activators, such as GRIP1 and CARM1. Distinct domains of the protein perform these varied functions. In addition to the role in the complex, these regulators have enzymatic activities that can help regulate gene expression through the remodeling of the chromatin structure.

Histone acetyltransferases and histone demethylases function as co-activators; however, they first need to be localized to the regulatory site by a transcription activator to be able to perform these functions. Histone acetyltransferases can acetylate the lysine residues on the histone tails. Acetylation uncoils the chromatin and promotes gene expression. On the other hand, histone deacetylases and histone methyltransferases function as co-repressors. Both these modifications lead to the tightening up of chromatin structure and thereby lead to the prevention of gene expression.  

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.