Ativador de ligação às seqüências regulamentaresEditar

Com as ranhuras da dupla hélice do DNA, os grupos funcionais dos pares de bases são expostos. A sequência do DNA cria assim um padrão único de características de superfície, incluindo áreas de possível ligação de hidrogênio, ligação iônica, bem como interações hidrofóbicas. Os ativadores também possuem sequências únicas de aminoácidos com cadeias laterais que são capazes de interagir com os grupos funcionais do DNA. Assim, o padrão das cadeias laterais de aminoácidos que compõem uma proteína ativadora será complementar às características da superfície da seqüência reguladora específica do DNA para a qual ela foi projetada para se ligar. As interações complementares entre os aminoácidos da proteína ativadora e os grupos funcionais do DNA criam uma especificidade “exata” entre o ativador e sua seqüência reguladora de DNA.

A maioria dos ativadores se liga aos sulcos maiores da dupla hélice, pois estas áreas tendem a ser mais largas, mas há algumas que se ligarão aos sulcos menores.

Os locais de ligação dos ativadores podem estar localizados muito próximos ao promotor ou a vários pares de bases de distância. Se a sequência reguladora estiver localizada longe, o DNA irá fazer um laço sobre si mesmo (looping de DNA) para que o ativador vinculado interaja com a máquina de transcrição no local do promotor.

Em procariotas, múltiplos genes podem ser transcritos juntos (operon), e são assim controlados sob a mesma sequência reguladora. Em eucariotas, os genes tendem a ser transcritos individualmente, e cada gene é controlado por suas próprias seqüências regulatórias. Seqüências regulatórias onde ativadores se ligam são comumente encontrados a montante do promotor, mas eles também podem ser encontrados a jusante ou mesmo dentro de introns em eucariotas.

Funções para Aumentar a Transcrição de GenesEditar

A ligação do ativador à sua seqüência regulatória promove a transcrição de genes, permitindo a atividade de polimerase RNA. Isto é feito através de vários mecanismos, tais como recrutamento de maquinaria de transcrição para o promotor e ativação da RNA polimerase para continuar em alongamento.

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RecruitmentEdit

Genes controlados por ativador requerem a ligação de ativadores a locais regulatórios a fim de recrutar a maquinaria de transcrição necessária para a região promotora.

As interações do ativador com a RNA polimerase são na maioria diretas em procariotas e indiretas em eucariotas. Em procariotas, os ativadores tendem a fazer contato direto com a RNA polimerase, a fim de ajudar a ligá-la ao promotor. Na eucariotas, os ativadores interagem principalmente com outras proteínas, e estas proteínas serão então as que irão interagir com a RNA polimerase.

ProkaryotesEdit

Em procariotas, os genes controlados pelos ativadores têm promotores que são incapazes de se ligar fortemente à RNA polimerase por si mesmos. Assim, as proteínas ativadoras ajudam a promover a ligação da RNA polimerase ao promotor. Isto é feito através de vários mecanismos. Os ativadores podem dobrar o DNA a fim de melhor expor o promotor para que a RNA polimerase possa se ligar mais efetivamente. Os ativadores podem fazer contato direto com a RNA polimerase e fixá-la ao promotor.

EukaryotesEdit

Em eucariotas, os ativadores têm uma variedade de moléculas alvo diferentes que eles podem recrutar a fim de promover a transcrição do gene. Eles podem recrutar outros fatores de transcrição e cofactores que são necessários na iniciação da transcrição.

Activadores podem recrutar moléculas conhecidas como coactivadores. Estas moléculas coactivadoras podem então desempenhar funções necessárias para iniciar a transcrição no lugar dos próprios activadores, tais como modificações de cromatina.

DNA é muito mais condensado em eucariotas; assim, os activadores tendem a recrutar proteínas que são capazes de reestruturar a cromatina para que o promotor seja mais facilmente acessível pela maquinaria de transcrição. Algumas proteínas irão reorganizar a disposição dos nucleossomas ao longo do DNA para expor o local do promotor (complexos de remodelação de cromatina dependentes de ATP). Outras proteínas afectam a ligação entre os histones e o ADN através de modificações pós-tradução do histone, permitindo que o ADN firmemente envolvido em nucleossomas se solte.

Todas estas moléculas recrutadas trabalham em conjunto de modo a recrutar a polimerase de RNA para o local do promotor.

Liberação da RNA polimeraseEdit

Activadores podem promover a transcrição do gene sinalizando a RNA polimerase para ir além do promotor e prosseguir ao longo do DNA, iniciando o início da transcrição. A RNA polimerase pode por vezes fazer uma pausa pouco depois de iniciar a transcrição, e os activadores são necessários para libertar a RNA polimerase a partir deste estado de “paragem”. Existem múltiplos mecanismos para liberar estas polimerases de RNA “estagnadas”. Os ativadores podem agir simplesmente como um sinal para acionar o movimento contínuo da RNA polimerase. Se o DNA estiver muito condensado para permitir que a RNA polimerase continue a transcrição, os ativadores podem recrutar proteínas que possam reestruturar o DNA para que quaisquer bloqueios sejam removidos. Os ativadores também podem promover o recrutamento de fatores de alongamento, que são necessários para que a RNA polimerase continue a transcrição.

Regulação dos ativadoresEditar

Existem diferentes maneiras nas quais a atividade dos ativadores pode ser regulada, de modo a garantir que os ativadores estejam estimulando a transcrição do gene em momentos e níveis apropriados. A atividade dos ativadores pode aumentar ou diminuir em resposta a estímulos ambientais ou outros sinais intracelulares.

Ativação das Proteínas do AtivadorEditar

Activadores freqüentemente devem ser “ativados” antes que possam promover a transcrição gênica. A atividade dos ativadores é controlada pela capacidade do ativador de se ligar ao seu local regulador ao longo do DNA. O domínio de ligação do DNA do ativador tem uma forma ativa e uma forma inativa, que são controladas pela ligação de moléculas conhecidas como efetores alostéricos ao sítio alostérico do ativador.

Activadores em sua forma inativa não estão ligados a nenhum efetor alostérico. Quando inactivo, o activador é incapaz de se ligar à sua sequência reguladora específica no ADN, e assim não tem efeito regulador na transcrição dos genes.

Quando um efector alostérico se liga ao sítio alostérico de um activador, ocorre uma alteração conformacional no domínio de ligação do ADN, o que permite que a proteína se ligue ao ADN e aumente a transcrição do gene.

Modificações Pós-tradlacionaisEditar

Alguns ativadores são capazes de sofrer modificações pós-tradlacionais que têm um efeito sobre a sua atividade dentro de uma célula. Processos como a fosforilação, acetilação e ubiquitinação, entre outros, têm sido vistos para regular a atividade dos ativadores. Dependendo do grupo químico adicionado, assim como da natureza do próprio ativador, modificações pós-tradução podem aumentar ou diminuir a atividade de um ativador. Por exemplo, a acetilação tem sido vista para aumentar a actividade de alguns activadores através de mecanismos como o aumento da afinidade de ligação do ADN. Por outro lado, a ubiquitinação diminui a atividade dos ativadores, já que a ubiquitina marca as proteínas para degradação depois de terem realizado suas respectivas funções.

SynergyEdit

Em procariotas, uma proteína ativadora solitária é capaz de promover a transcrição. Em eucariotas, geralmente mais de um ativador se monta no local de ligação, formando um complexo que atua para promover a transcrição. Estes activadores ligam-se cooperativamente no local de ligação, o que significa que a ligação de um activador aumenta a afinidade do local para ligar outro activador (ou em alguns casos outro regulador transcripcional), facilitando assim a ligação de múltiplos activadores no local. Nestes casos, os ativadores interagem sinergicamente entre si, o que significa que a taxa de transcrição que é alcançada a partir de múltiplos ativadores trabalhando juntos é muito maior do que os efeitos aditivos dos ativadores se eles estivessem trabalhando individualmente.