Anar al contingut

Factor de transcripció

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià

En el camp de la biologia molecular, un factor de transcripció és una proteïna que s'uneix a seqüències d'ADN específiques i controla la transferència (o transcripció) de la informació genètica de l'ADN a l'ARNm.[1][2] Els factors de transcripció duen a terme esta funció sols o conjuntament en atres proteïnes en un complex, promovent (com a activador), o bloquejant (com a repressor) el reclutament de l'ARN polimerasa (l'enzim que efectua la transcripció de la informació genètica de l'ADN a l'ARN) en gens específics.[3][4][5]

Un tret definitori dels factors de transcripció és que contenen un domini d'unió a l'ADN que s'uneix a seqüències curtes d'ADN específiques que es troben en regions properes a l'inici de transcripció dels gens que regulen.[6][7] Proteïnes addicionals com els coactivadors, remodeladors de cromatina, acetilases d'histona, desacetilases, cinases, i metilases, també tenen un paper crucial en la regulació gènica, pero sense que s'hi vegin implicats dominis d'unió a l'ADN, raó per la qual no es classifiquen com a factors de transcripció.[8]

Estructura

Els factors de transcripció són proteïnes. Per ser funcionals sovint han d'actuar com a dímers, és a dir han d'unir-se dues subunitats. A tots els factors de transcripció trobem:

- un domini d'unió al DNA. És la regió que interacciona directament en el DNA i que es caracterisa per ser capaç de reconèixer una seqüència especifica de nucleòtids. Els dominis d'unió al DNA són regions ben estructurades, molt sovint en predomini d'hèlix α. Existeixen diverses arquitectures de dominis d'unió al DNA i este és el criteri principal per classificar els factors de transcripció en superclasses, tal com es mostra en l'apartat de Classificació,.

- un domini de transactivació. És la regió que s'encarrega de la funció de promoure o reprimir la transcripció. Esta funció és duta terme pels factors de transcripció de forma indirecta. El domini de transactivació conté llocs d'unió per coactivadors o correpressors, que són els que faran la funció de modificar l'estructura de la cromatina localment per fer-la més accessible a l'ARN polimerasa-II i els factors associats. Els dominis de transactivació són sovint intrínsecament desestructurats[9][10] i alguns estan enriquits en determinats aminoàcids (p. ex. dominis rics en Glutamina, Prolina, Isoleucina, aminoàcids àcids, Histidina...)[11][12]

A més d'estos dos dominis obligats, molts factors de transcripció presenten un domini de dimerisació, i en alguns casos d'un domini d'unió a lligand. Com que tots els factors de transcripció operen al nucli, tots han de presentar alguna regió que els permeti la translocació al nucli, essent el motiu NLS el més habitual.[13] Finalment, molts factors de transcripció pateixen modificacions posttraduccionals com fosforilacions, SUMOilacions, metilacions que poden regular la seua funció. Al 2023 es va descriure que almenys la mitat dels factors de transcripció poden unir-se a RNAs, mijançant un domini no descrit prèviament que té unes característiques funcionals i de seqüència semblants al motiu ric en arginines de Tat, un activador transcripcional del virus HIV[14]

Classificació

Els factors de transcripció es classifiquen segons els tipos d'estructures secundàries que es troben al domini d'unió al DNA. És per tant una classificació basada en criteri estructurals, no funcionals. Els factors de transcripció humans[15] i de ratolí[16] són els classificats fins ara de forma més acurada. Els factors de transcripció humans s'agrupen en 10 superclasses. Dins de cada superclasse hi ha classes, famílies i subfamílies de manera que cada factor de transcripció te assignat un número de 5 dígits, de manera anàloga a la classificació dels enzims en codis E. C.[17]

Superclasse 1. Domini d'unió al DNA bàsic (3 classes)

A esta superclasse pertanyen entre atres els factors AP-1 (Fos i Jun), CREB, C/EBPs, MyoD.

Superclasse 2. Domini d'unió al DNA en Zn (9 classes)

A esta superclasse pertanyen entre atres els receptors de glucocorticoides, de mineralocorticoides, de progesterona, d’andrògens, d’estrògens, d'hormones tiroidals, els factors PPAR, RXR, GATA i Sp1.

Superclasse 3. Domini d'unió al DNA Hèlix-gir-hèlix (7 classes)

A esta superclasse pertanyen entre atres els factors FOX, HSF1, PU.1 i IRFs.

Superclasse 4. Atres dominis d'unió al DNA completament constituïts per hèlix α (2 classes)

A esta superclasse pertanyen entre atres els factors HMGs.

Superclasse 5 Domini d'unió al DNA format per α-hèlix exposades per estructures β (3 classes)
Superclasse 6. Domini d'unió al DNA tipos Immunoglobulina (7 classes)

A esta superclasse pertanyen entre atres els factors NFkB, NFAT, STAT i p53.

Superclasse 7. Domini d'unió al DNA format per un β-hairpin sobre una bastida α/β (2 classes)

A esta superclasse pertanyen entre atres els factors SMAD.

Superclasse 8. Domini d'unió al DNA en full β (2 classes)
Superclasse 9. Domini d'unió al DNA en barril β. (1 classe)
Superclasse 0 Dominis d'unió a DNA d'estructura no identificada (7 classes)

Regulació de l'activitat dels factors de transcripció

Els factors de transcripció s'activen en resposta a senyals extracelars i/o a alteracions intracelars. Hi ha diversos mecanismes per regular augmentar o disminuir l'activitat d'un factor de transcripció a una cèla:

Translocació. Molts factors de transcripció es troben en estat latent al citosol i algun tipos de modificació post-traduccional provoca de forma directa o indirecta la seua translocació al nucli on realitzaran la seua funció. Per exemple, el factor NFkB es troba en estat inactiu al citosol unit a la subunitat inhibidora IkB. L'activació d'una cinasa que fosforila IkB provoca la dissociació d’IkB del dimer NFkB i a més facilita la degradació al proteasoma d’IkB. El dímer NFkB, sovint format per les subunitats p50 i p65, ara pot translocar al nucli i unir-se a seqüències especifiques de DNA activant la transcripció dels seus gens diana.[18]

Unió a lligand. Alguns factors de transcripció s'activen per la unió d'un lligand. Els factors que utilisen esta estratègia són el receptors nuclears.[19] Alguns es troben al citosol i la unió delligand promou la seua translocació al nucli on regularan l'expressió de gens específics. Este mecanisme d'activació és utilisat per exemple pels receptors d'estrògens, d'andrògens, de glucocorticoides o de progesterona. Atres receptors nuclears es troben al nucli, ja units al DNA, pero en estat inactiu, i la unió delligand provoca la seua activació. Este mecanisme és utilisat per exemple pel receptor d'àcid retinoic, el receptor retinoide X o el receptor d'hormones tiroidals.

Fosforilació i atres modificacions post-traduccionals. Molts factors de transcripció poden resultar activats o reprimits per modificacions post-traduccionals. La més freqüent és la fosforilació, pero són també habituals l’acetilació, la SUMOilació, la metilació, etc.[20] Estes modificacions post-traduccionals poden fer passar a un factor de transcripció d'un estat inactiu a un d'actiu, o viceversa, o poden produir modulacions més fines del seu estat d'activació. Un exemple ben conegut d'este mecanisme és el factor de transcripció CREB que es troba al nucli en estat inactiu i que és fosforilt per PKA o atres cinases donant lloc a la forma activa.[21]

Transcripció. Com per qualsevol gen de proteïnes, la transcripció dels gens dels factors de transcripció està regulada per factors de transcripció. Sovint, de fet, un factor de transcripció pot regular la seua pròpia transcripció. Per exemple, un factor de transcripció pot actuar com a repressor de la seua transcripció, lo que suposa un mecanisme de retroalimentació negativa.[22]

Estabilitat de la proteïna. En alguns factors de transcripció l'activitat està fortament regulada per modificacions post-traduccionals que regulen l'estabilitat de la proteïna. Un exemple paradigmàtic és el factor de transcripció HIF1α que en condicions de normòxia és hidroxilat, el que provoca la seua ràpida degradació. En condicions d’hipòxia, esta hidroxilació és molt menys eficient perque requereix oxigen, de manera que augmenta la quantitat d'HIF1α no hidroxilat. La forma no hidroxilada d'HIF1α és molt més estable, transloca al nucli on dimerisa i activa la transcripció de gens de resposta a hipòxia.[23]

Vore també

Referències

  1. ↑ Latchman DS(1997).«Transcription factors: an overview».Int. J. Biochem. Cell Biol..29
    1305–12.doi:10.1016/S1357-2725(97)00085-X.
  2. ↑ Karin M(1990).«Too many transcription factors: positive and negative interactions».New Biol..2
    126-31.
  3. ↑ Roeder RG(1996).«The role of general initiation factors in transcription by RNA polymerase II».Trends Biochem. Sci..21
    327–35.doi:10.1016/0968-0004(96)10050-5.
  4. ↑ Nikolov DB, Burley SK(1997).«RNA polymerase II transcription initiation: a structural view».Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A..94
    15–22.doi:10.1073/pnas.94.1.15.
  5. ↑ Lee TI, Young RA(2000).«Transcription of eukaryotic protein-coding genes».Annu. Rev. Genet..34
    77–137.doi:10.1146/annurev. genet.34.1.77.
  6. ↑ Mitchell PJ, Jian R(1989).«Transcriptional regulation in mammalian cells by sequence-specific DNA binding proteins».Science.245
    371–8.doi:10.1126/science.2667136.
  7. ↑ Ptashne M, Gann A(1997).«Transcriptional activation by recruitment».Nature.386
    569–77.doi:10.1038/386569a0.
  8. ↑ Brivanlou AH, Darnell JE(2002).«Signal transduction and the control of gene expression».Science.295
    813–8.doi:10.1126/science.1066355.
  9. ↑ Molecular Systems Biology.14ISSN 1744-4292.doi:10.15252/msb.20188190.
  10. ↑ Journal of Molecular Biology.359
    1137–1149.ISSN 0022-2836.doi:10.1016/j. jmb.2006.04.016.
  11. ↑ The EMBO journal.37ISSN 1460-2075.doi:10.15252/embj.201798896.
  12. ↑ BMC bioinformatics.18
    476.ISSN 1471-2105.doi:10.1186/s12859-017-1906-3.
  13. ↑ Journal of Cellar Biochemistry.55
    32–58.ISSN 0730-2312.doi:10.1002/jcb.240550106.
  14. ↑ Molecular Cell.
    S1097–2765(23)00434–3.ISSN 1097-4164.doi:10.1016/j. molcel.2023.06.012.
  15. ↑ «Classification of Human Transcription Factors». [Consulta: 23 març 2021].
  16. ↑ «Classification of Mouse Transcription Factors». [Consulta: 23 març 2021].
  17. ↑ «A Brief Guide to Enzyme Nomenclature and Classification». [Consulta: 23 març 2021].
  18. ↑ Signal Transduction and Targeted Therapy.2ISSN 2095-9907.doi:10.1038/sigtrans.2017.23.
  19. ↑ Nature Reviews. Endocrinology.16
    363–377.ISSN 1759-5037.doi:10.1038/s41574-020-0349-5.
  20. ↑ BioEssays: News and Reviews in Molecular, Cellar and Developmental Biology.27
    285–298.ISSN 0265-9247.doi:10.1002/bies.20198.
  21. ↑ Cellar Signalling.17
    1343–1351.ISSN 0898-6568.doi:10.1016/j. cellsig.2005.02.003.
  22. ↑ FASEB journal: official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology.20
    1730–1732.ISSN 1530-6860.doi:10.1096/fj.05-5543fje.
  23. ↑ Cell.148
    399–408.ISSN 1097-4172.doi:10.1016/j. cell.2012.01.021.

Bibliografia complementària

  • Carretero-Paulet, Lorenzo; Galstyan, Anahit; Roig-Villanova, Irma; Martínez-García, Jaime F.; Bilbao-Castro, Jose R. «Genome-Wide Classification and Evolutionary Analysis of the bHLH Family of Transcription Factors in Arabidopsis, Poplar, Rice, Moss, and Algae». Plant Physiology, 153, 3, 2010-07, pàg. 1398–1412. DOI: [1]. ISSN: 0032-0889

Vore també

Commons


Plantilla:ORDENA:Factor De Transcripcio

Obtingut de «https://lenciclopedia.org/w/index.php?title=Factor_de_transcripció&oldid=1362988»