Back to chapter

10.9:

Attivatori della trascrizione eucariotica

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Eukaryotic Transcription Activators

Languages

Share

Gli attivatori di trascrizione sono proteine responsabili di permettere all’RNA polimerasi di iniziare la trascrizione. Hanno due domini essenziali, uno che si lega al DNA e l’altro che attiva la trascrizione. I domini di legame del DNA contengono una tra diverse caratteristiche:motivi strutturali, compresi i motivi comuni, come l’elica-giro-elica, a dita di zinco, e le strutture a cerniera di leucine Un dominio elica-giro-elica, o helix-turn-helix, è composto da due alfa-eliche, unite insieme da una catena amminoacidica che rappresenta la curva.Un’elica è responsabile del riconoscimento della sequenza di DNA e si inserisce nel solco principale. Queste proteine si legano al DNA come dimeri. Un motivo a dita di zinco o zinc-finger, contiene un’alfa elica e un foglio beta a due filamenti, tenuti insieme da un atomo di zinco.L’elica si lega al solco maggiore con l’aiuto di due istidine e della sua catena aminoacidica. Una cerniera di leucina, o leucine-zip, è composta da due monomeri che interagiscono tra loro nella forma di una Y che si lega al DNA. I monomeri sono costituiti da leucina ad ogni settima posizione all’estremità C-terminale, che interagisce con la leucina sul monomero opposto.Il terminale N del monomero, che è costituito da motivi basici, si lega al DNA. Un altro dominio essenziale nell’attivatore, il dominio di attivazione della trascrizione, recluta coattivatori, ossia proteine essenziali che mediano il legame degli attivatori alla RNA polimerasi. Questi coattivatori, promuovono la trascrizione, attraverso diversi meccanismi, tra cui la modifica dell’istone, che porta ad un maggiore accesso del meccanismo trascrizionale al DNA.Gli attivatori possono anche inviare segnali tramite i loro coattivatori per attivare la RNA polimerasi e iniziare la trascrizione. In alcuni casi, gli attivatori sono essenziali per l’allungamento del trascritto. Alcune polimerasi interrompono la trascrizione dopo alcuni nucleotidi e necessitano della presenza di un attivatore per riprendere la trascrizione.La trascrizione di un singolo gene può essere regolata da diversi attivatori. Quando più di un attivatore è coinvolto, nella regolazione della trascrizione, possono agire sinergicamente per aumentare drasticamente la velocità di trascrizione rispetto a quella di attivatori individuali

10.9:

Attivatori della trascrizione eucariotica

Transcription activators are proteins that promote the transcription of genes from DNA to RNA. In most cases, these proteins contain two separate domains ‒ a domain that binds to DNA and a domain for activating transcription; however, in some cases, a single domain is responsible for both binding and activation of transcription, as seen in the glucocorticoid receptor and MyoD.

The binding domains are capable of recognizing and interacting with regulatory sequences on the DNA. These domains are classified into different families and named according to the structural characteristics that enable DNA recognition and binding. Some common types of binding domains include the leucine zipper, zinc finger, and helix-turn-helix motifs. In contrast, domains responsible for gene transcription activation are usually short, simple sequences and are less complex than the binding domains. They are classified by amino acid composition into categories, such as glutamine-rich, proline-rich, and alanine-rich.

Transcription activators aid in the recruitment of various proteins required for transcription such as general transcription factors, RNA polymerase, and co-activators. All these proteins together are known as the pre-initiation complex and depend on transcription activators for their recruitment to the appropriate location.  These activators can bind to a site close to the gene’s promoter or several thousand base pairs away from the gene to carry out their function. In cases where they are bound to a site away from the gene, they rely on the flexibility of the DNA to bend and bring them in proximity to the gene promoter. Transcription activators are also required to continue a transcript’s elongation or the re-initiation of transcription in cases when the process stops midway. Transcription activators are known to act synergistically. The transcription achieved by the action of multiple activators is higher than what would occur as a  sum of  individual factors working separately.

Like other proteins, transcription activators are subject to post-transcriptional modifications. In many cases these modifications help in positive regulation of transcription. For example, acetylation of p53, an activator that regulates genes responsible for tumor suppression, increases its ability to bind to DNA. 

Suggested Reading

  1. Ma, J. (2006). Transcriptional activators and activation mechanisms. In Gene Expression and Regulation (pp. 147-158). Springer, New York, NY.
  2. Green, M. R. (2005). Eukaryotic transcription activation: right on target. Molecular cell, 18(4), 399-402.