Complesso di Pre-inizio
Il complesso di pre-inizio (PIC, Pre-Initiation Complex) è un grande assemblaggio multiproteico necessario per reclutare l’RNA polimerasi II sul DNA ed avviare la trascrizione. Negli eucarioti, l’affinità intrinseca della polimerasi per il DNA nudo è estremamente bassa, rendendo obbligatorio l’intervento ordinato dei fattori generali della trascrizione (GTF, General Transcription Factors) per costituire il complesso.
I Fattori Generali della Trascrizione (TFII)
I fattori generali sono indicati con la sigla TFII (Transcription Factor II, specifico per la polimerasi di classe II) seguita da una lettera corrispondente all’ordine storico di scoperta.
Gli esperimenti in vitro condotti da Kornberg e Tijan hanno permesso di isolare i singoli fattori e definire una sequenza di assemblaggio sequenziale per formare il complesso:
1. TFIID (Riconoscimento e Ponte Proteico)
È un complesso multiproteico formato da:
- TBP (TATA-Binding Protein): Riconosce specificamente la sequenza TATA box (se presente) e vi si lega. In vitro, la sola presenza di TBP è sufficiente a sostenere una trascrizione basale minima.
- TAF (TBP-Associated Factors): 12 proteine accessorie che svolgono due ruoli cruciali:
- Riconoscono e mediano il legame su core promoter privi di TATA box (o ne stabilizzano l’interazione se presente).
- Fungono da coattivatori, creando ponti fisici che collegano TBP ad attivatori trascrizionali gene-specifici distanti (come Sp1).
Esperimento sul Ruolo Coattivatore dei TAF
L’azione dei TAF è stata dimostrata confrontando la trascrizione indotta dall’attivatore Sp1 in presenza della sola proteina TBP o del complesso TFIID completo:
- Con la sola subunità TBP (priva di TAF), l’aggiunta dell’attivatore Sp1 non produce alcun incremento dell’efficienza di trascrizione.
- Con il complesso TFIID completo (che include i TAF), l’aggiunta di Sp1 provoca un marcato aumento dei livelli di trascritto. Questo conferma che i TAF sono necessari per trasdurre il segnale degli attivatori trascrizionali all’apparato basale.
2. TFIIB (Stabilizzazione e Landing Platform)
Interagisce contemporaneamente con la proteina TBP e con il DNA adiacente, stabilizzando il legame iniziale. Fornisce inoltre la superficie d’aggancio sterica per il reclutamento dei fattori successivi.
3. TFIIF (Reclutamento della Polimerasi)
È una proteina che si trova nella cellula già fisicamente associata all’RNA polimerasi II. Grazie all’affinità con TFIIB, guida e ancora la polimerasi al complesso di pre-inizio.
- A questo stadio si è costituito il complesso chiuso, con il DNA ancora avvolto a doppia elica.
- Nota differenziale: a differenza dei procarioti (in cui la polimerasi apre autonomamente la doppia elica), l’RNA polimerasi II eucariotica non è in grado di denaturare il DNA in modo autonomo.
4. TFIIE (Reclutamento di TFIIH)
Si lega su TFIIF e sulla polimerasi, offrendo la superficie complementare per l’ancoraggio di TFIIH.
5. TFIIH (Elicasi, Chinasi e Riparazione del DNA)
È un grande complesso composto da 9 subunità che possiede due attività enzimatiche fondamentali per l’avvio della trascrizione:
- Attività Elicasilica: Consuma ATP per svolgere localmente la doppia elica del DNA, determinando il passaggio da complesso chiuso a complesso aperto (formazione della bolla di trascrizione).
- Attività Chinasica: Fosforila la coda carbossiterminale (CTD) dell’RNA polimerasi II, innescando la transizione all’allungamento (promoter clearance).
⚠️ Indicazioni del docente
- L’assemblaggio sequenziale descritto sopra è stato ricostruito e dimostrato in vitro. Tuttavia, si ritiene che in vivo questo processo sia troppo lento per le necessità cellulari; è estremamente probabile che nella cellula il complesso di pre-inizio si trovi già parzialmente o totalmente pre-assemblato sotto forma di oloenzima.
- La proteina TFIIH è coinvolta in patologie genetiche umane come lo Xeroderma Pigmentoso: una mutazione in una delle sue subunità compromette l’attività di riparazione per escissione nucleotidica (NER) dei dimeri di timina indotti dai raggi UV. Sebbene questo ruolo riparativo sia funzionalmente distinto dalla trascrizione, l’enzima è condiviso da entrambi i processi biologici.
🔗 Collegamenti
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- Ciclo di Trascrizione Eucariotica — 📋 fa parte di
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