Cada célula de um organismo multicelular consiste em seu genoma completo no núcleo em uma ou mais cópias. Mas, apenas um único conjunto de genes é transcrito em uma célula particular, definindo a individualidade da célula entre as outras células do organismo. Muitos genes também são transcritos apenas em determinados momentos. A transcrição de um gene produz RNA que é traduzido em uma proteína. Quando uma determinada proteína é necessária para o funcionamento da célula, o gene que codifica a proteína é transcrito. Assim, esse gene é considerado como "ativado". Quando um gene é desativado, a transcrição é interrompida. Vários mecanismos estão envolvidos na regulação da expressão gênica. A regulação da expressão gênica em células eucarióticas depende de um grupo de proteínas denominadas como fatores de transcrição (TFs). Além dos fatores de transcrição, modificações na cromatina, splicing de RNA, mecanismos de controle de siRNA e sinalização celular também são responsáveis ​​pela regulação da expressão gênica em eucariotos.

Este artigo analisa,

1. O que são fatores de transcrição 2. Como os fatores de transcrição se ligam ao DNA

O que são fatores de transcrição

Um fator de transcrição é uma molécula de proteína que controla a atividade de um gene determinando se um determinado gene é transcrito em RNA ou não. A RNA polimerase é a enzima que catalisa a síntese de RNA usando o DNA como molde. Fatores de transcrição controlam a ação da RNA polimerase determinando quando, onde e com que eficiência as funções da enzima. Portanto, os fatores de transcrição podem atuar como ativadores que aumentam a expressão gênica ou repressores que diminuem a expressão gênica.

Três tipos de fatores de transcrição são encontrados: fatores gerais, fatores upstream e fatores induzíveis. Fatores gerais de transcrição são necessários para o início da transcrição de genes codificadores. O complexo de iniciação que é formado por fatores gerais de transcrição é chamado de aparelho de transcrição basal. Fatores de transcrição upstream estão envolvidos no reconhecimento de elementos de consenso curtos específicos que estão localizados a montante do ponto de início da transcrição. Fatores induzíveis funcionam de forma semelhante aos fatores de transcrição upstream, regulando ainda mais a expressão gênica pela ligação a elementos de resposta. A função do ativador na transcrição é mostrada na figura 1.

Figura 1: O papel dos fatores de transcrição

Tendo explicado os fatores de transcrição, agora vamos ver como os fatores de transcrição se ligam ao DNA.

Como os fatores de transcrição se ligam ao DNA

Os fatores de transcrição pertencem a diversas famílias de proteínas que funcionam como complexos de proteínas com várias subunidades. Eles se ligam diretamente a sequências de DNA reguladoras cis ou motivos que ocorrem a montante da caixa TATÁ da sequência promotora. Esses motivos têm geralmente cerca de 6 a 10 pares de bases de comprimento. Os fatores de transcrição também se ligam a intensificadores ou silenciadores que afetam a transcrição. Os potenciadores ocorrem perto do gene - a montante, a jusante ou dentro dos intrões. Eles ativam a expressão gênica, enquanto os silenciadores desativam a expressão gênica. Fatores de transcrição mudam sua estrutura 3-D enquanto acompanham a ligação ao DNA.

O complexo formador de fatores de transcrição e promotores juntamente com os intensificadores recrutam a RNA polimerase II. A influência dos fatores de transcrição pode ser positiva ou negativa, dependendo do impacto geral de todo o complexo de fatores de transcrição. Os fatores de transcrição consistem em múltiplos domínios funcionais para se ligar aos motivos da sequência, bem como os outros fatores de transcrição chamados co-ativadores, RNA polimerase II, complexos de remodelação da cromatina e pequenos RNAs não codificantes. Dois fatores de transcrição se ligam a dois motivos adjacentes na fita de DNA e se combinam para formar um dímero, que dobra o DNA. Este processo é considerado parte do processo de ativação do gene. A estrutura da cromatina também permite que os coativadores se associem. Alguns fatores de transcrição atuam como elementos de ligação entre promotores e potenciadores distintos com o auxílio de outras proteínas. O complexo ativador da transcrição eucariótica é mostrado na figura 2.

Figura 2: Complexo de ativador de transcrição

Além da ativação da expressão gênica, alguns fatores de transcrição estão envolvidos na repressão da expressão gênica. Repressores podem bloquear fatores gerais de transcrição que ativam a expressão gênica. A maioria dos fatores de transcrição são capazes de regular muitas expressões gênicas, enquanto alguns fatores de transcrição são capazes de regular apenas expressões gênicas selecionadas. Como os fatores de transcrição controlam a expressão da maioria dos genes que estão envolvidos no desenvolvimento de um organismo, a expressão defeituosa dos genes dos fatores de transcrição pode causar o desenvolvimento irregular do organismo.

Conclusão

Fatores de transcrição regulam a expressão gênica em eucariotos. O início da transcrição é governado por fatores de transcrição. Esses tipos de fatores de transcrição são chamados de ativadores. Eles ativam o gene. Além de ativar a transcrição, os fatores de transcrição também podem reprimir a expressão do gene. Os genes são desligados pela ligação de repressores. Os fatores de transcrição ligam-se aos elementos reguladores da região promotora. Durante a ativação do gene, os fatores de transcrição também se ligam às regiões potenciadoras, formando uma alça que recruta a RNA polimerase II para iniciar a transcrição. Repressores bloqueiam fatores gerais de transcrição para os elementos reguladores do DNA.

Referência: 1. Cooper, John A. “fator de transcrição.” Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc., N.d. Rede. 22 de maio de 2017.. 2. “Fatores de transcrição”. Atlas de Genética e Citogenética em Oncologia e Hematologia. N.p., n.d. Rede. 22 de maio de 2017.. 3. “Fatores de transcrição.” Khan Academy. N.p., n.d. Rede. 22 de maio de 2017.. 4. Phillips, Theresa. “Fatores de transcrição e controle de transcrição em células eucarióticas”. Nature News. Nature Publishing Group, n.d. Rede. 22 de maio de 2017..

Cortesia da imagem: 1. “0338 RNA Polymerase Binding” por OpenStax - https://cnx.org/contents/[email protected]: [email protected] / Preface (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia2. “Fatores de transcrição” de Kelvinsong - Trabalho do próprio (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia