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Proteína de unión a TATA

La proteína de unión a TATA ( TBP ) es un factor de transcripción general que se une específicamente a una secuencia de ADN llamada caja TATA . Esta secuencia de ADN se encuentra a unos 30 pares de bases aguas arriba del sitio de inicio de la transcripción en algunos promotores de genes eucarióticos . [5]

familia de genes TBP

TBP es miembro de una pequeña familia de genes de factores relacionados con TBP. [6] El primer factor relacionado con TBP (TRF/TRF1) se identificó en la mosca de la fruta Drosophila , pero parece ser específico de mosca o insecto. Posteriormente se encontró TBPL1 /TRF2 en los genomas de muchos metazoos , mientras que los genomas de vertebrados codifican un tercer miembro de la familia de vertebrados, TBPL2 /TRF3. En tipos de células específicos o en promotores específicos, el TBP puede reemplazarse por uno de estos factores relacionados con el TBP, algunos de los cuales interactúan con la caja TATA de manera similar al TBP.

Papel como factor de transcripción

TBP es una subunidad del factor de transcripción general eucariota TFIID . TFIID es la primera proteína que se une al ADN durante la formación del complejo de preiniciación de la transcripción de la ARN polimerasa II (ARN Pol II). [7] Como una de las pocas proteínas en el complejo de preiniciación que se une al ADN de una manera específica de secuencia, ayuda a posicionar la ARN polimerasa II sobre el sitio de inicio de la transcripción del gen. Sin embargo, se estima que sólo entre el 10% y el 20% de los promotores humanos tienen cajas TATA (la mayoría de los promotores humanos son promotores de genes de mantenimiento sin TATA ), por lo que probablemente TBP no sea la única proteína involucrada en el posicionamiento de la ARN polimerasa II. La TBP para estos promotores se ve facilitada por reguladores genéticos de mantenimiento. [8] [9] Curiosamente, la transcripción se inicia dentro de una región estrecha alrededor de 30 pb aguas abajo de la caja TATA en promotores que contienen TATA, [10] mientras que los sitios de inicio de la transcripción de promotores sin TATA están dispersos dentro de una región de 200 pb. [11] [9]

La unión de TFIID a la caja TATA en la región promotora del gen inicia el reclutamiento de otros factores necesarios para que RNA Pol II comience la transcripción. Algunos de los otros factores de transcripción reclutados incluyen TFIIA , TFIIB y TFIIF . Cada uno de estos factores de transcripción contiene varias subunidades proteicas.

TBP también es importante para la transcripción mediante la ARN polimerasa I y la ARN polimerasa III y, por lo tanto, participa en el inicio de la transcripción por las tres ARN polimerasas. [12]

TBP participa en la fusión del ADN (separación de doble cadena) doblando el ADN 80° (la secuencia rica en AT a la que se une facilita la fusión). La TBP es una proteína inusual porque se une al surco menor mediante una lámina β.

Otra característica distintiva de la TBP es una larga cadena de glutaminas en el extremo N de la proteína. Esta región modula la actividad de unión al ADN del extremo C, y la modulación de la unión al ADN afecta la tasa de formación del complejo de transcripción y el inicio de la transcripción. Las mutaciones que amplían el número de repeticiones CAG que codifican este tracto de poliglutamina y, por tanto, aumentan la longitud de la cadena de poliglutamina, están asociadas con la ataxia espinocerebelosa 17, un trastorno neurodegenerativo clasificado como enfermedad de poliglutamina . [13]

Interacciones ADN-proteína

Cuando TBP se une a una caja TATA dentro del ADN , distorsiona el ADN insertando cadenas laterales de aminoácidos entre pares de bases, desenrollando parcialmente la hélice y retorciéndola doblemente. La distorsión se logra mediante una gran cantidad de contacto superficial entre la proteína y el ADN. TBP se une a los fosfatos cargados negativamente en la columna vertebral del ADN a través de residuos de aminoácidos de lisina y arginina cargados positivamente. La curva pronunciada del ADN se produce mediante la proyección de cuatro residuos voluminosos de fenilalanina en el surco menor. A medida que el ADN se dobla, aumenta su contacto con TBP, mejorando así la interacción ADN-proteína.

La tensión impuesta al ADN a través de esta interacción inicia la fusión o separación de las hebras. Debido a que esta región del ADN es rica en residuos de adenina y timina , cuyas bases se emparejan a través de solo dos enlaces de hidrógeno , las cadenas de ADN se separan más fácilmente. La separación de las dos hebras expone las bases y permite que la ARN polimerasa II comience la transcripción del gen .

El extremo C de TBP tiene una forma helicoidal que complementa (de forma incompleta) la región TATA del ADN. Este carácter incompleto permite que el ADN se doble pasivamente para unirse.

Para obtener información sobre el uso de TBP en células, consulte: ARN polimerasa I , ARN polimerasa II y ARN polimerasa III .

Interacciones proteína-proteína

Se ha demostrado que la proteína de unión a TATA interactúa con:

Montaje complejo

La proteína de unión a la caja TATA (TBP) es necesaria para el inicio de la transcripción por las ARN polimerasas I, II y III, a partir de promotores con o sin caja TATA. [51] [52] En presencia de un promotor sin TATA, TBP se une con la ayuda de factores asociados a TBP (TAF). [53] [54] TBP se asocia con una serie de factores, incluidos los factores de transcripción generales TFIIA, -B, -D, -E y -H, para formar enormes complejos de preiniciación de múltiples subunidades en el promotor central . A través de su asociación con diferentes factores de transcripción , TBP puede iniciar la transcripción a partir de diferentes ARN polimerasas . Hay varias TBP relacionadas, incluidas las proteínas similares a TBP (TBPL) . [55]

Estructura

El núcleo C-terminal de TBP (~180 residuos) está altamente conservado y contiene dos repeticiones de 88 aminoácidos que producen una estructura en forma de silla de montar que se extiende a ambos lados del ADN; esta región se une a la caja TATA e interactúa con factores de transcripción y proteínas reguladoras . [56] Por el contrario, la región N-terminal varía tanto en longitud como en secuencia .

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