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D7. Fosforilação e Controle da Expressão Gênica - Biologia


Uma forma comum de controlar a expressão gênica é controlando a fosforilação pós-tradução de fatores de transcrição pelo ATP. Isso leva à ligação do Pin 1, uma peptidil-prolil isomerase, que catalisa as mudanças conformacionais trans <=> cis dos limites do X-Pro. A mudança resultante na conformação do p53 presumivelmente leva à sua ativação como um fator de transcrição.

Figura: Ativação de p53 como um fator de transcrição por fosforilação e mudança conformacional

O p53 liga-se ao elemento de resposta do p53 (p53RE) como mostrado acima. Ao fazer isso, ele pode ativar ou reprimir a transcrição do gene. O elemento de resposta consiste em dois, 10-meros separados por um espaçador de 0-13 nucleotídeos, e tem a seguinte estrutura canônica: RRRCWWGYYYspacerRRRCWWGYYY com W = A ou T, R = C ou G, e Y = C ou T. O CWWG motivo é necessário para ligação de alta afinidade de p53 ao elemento de resposta. Alternâncias nos outros nucleotídeos ajustariam a ligação e provavelmente direcionariam o p53 para ativar ou reprimir a transcrição do promotor. Mais de 1500 genes com um p53RE foram identificados, muitos deles sendo reprimidos na ligação de p53. Mais de 500 diferentes locais de ligação de alta afinidade para p53 foram encontrados usando microarrays. Wang et al alteraram sistematicamente os nucleotídeos no p53RE ligado a um promotor que controla o gene da luciferase (que na ativação e produção da proteína luciferase pode ser monitorada por emissão de luz na adição do substrato lucifein que libera um fóton na reação com dioxigênio. Eles escolheram p53RE e promotores para dois genes diferentes, p21, cuja transcrição é conhecida por ser ativada por p53, e Lasp1 cuja transcrição é reprimida. Uma figura que representa a sequência canônica para ativar e reprimir p53RE é mostrada abaixo. (Veja a legenda abaixo para detalhes explicação.) A sequência dinucleotídica entre o C canônico e G em cada 10mer é um determinante principal se o p53 leva à ativação ou inibição da transcrição do promotor controlado pelo elemento de resposta.

Figura: Sequência canônica para ativação e repressão de p53RE

A partir de Wang, Bei et al. Redefinindo o elemento de resposta p53. PNAS 2009 106 (34) 14373-14378; doi: 10.1073 / pnas.0903284106. Permissão: qualquer pessoa pode, sem solicitar permissão, usar figuras originais ou tabelas publicadas em PNAS para uso não comercial e educacional (ou seja, em um artigo de revisão, em um livro que não está à venda), desde que a fonte original e o aviso de copyright aplicável sejam citado,

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As capacidades repressivas da proteína p53 foram estudadas extensivamente, mas pouco trabalho parece ter sido feito em torno de quais mecanismos secundários podem afetar seu funcionamento. O trabalho de Wang et al tenta resolver esse problema. Por meio de várias substituições da sequência do par de bases, eles descobriram que dois elementos principais parecem afetar a função dessa proteína. Em primeiro lugar, o arranjo de um promotor de dinucleotídeo afeta diretamente se o p53 atua ou não como um repressor ou um ativador. Algumas combinações garantirão uma determinada função, enquanto outras dependem mais do plano de fundo do meio-site. No geral, o núcleo do dinucleotídeo parece desempenhar um papel importante na estabilização do p53 ao seu elemento de resposta. A segunda maneira principal pela qual a função do p53 pode ser modificada é pelos motivos laterais dos flancos do trio. Isso implica que certos tripletos de nucleotídeos localizados especificamente na sequência do par de bases podem codificar para grande ativação. Determinado pela substituição de um conjunto abrangente de motivos flanqueadores de trigêmeos sintéticos , a combinação RRR-YYY: RRR-YYY parecia dar uma ativação máxima. Além disso, os autores revisaram as funções das proteínas p53 relatadas anteriormente. Eles descobriram que algumas proteínas que se pensava estarem ativando estavam, na verdade, reprimindo, e algumas que se pensava estarem reprimindo, estavam na verdade ativando. Por isso, eles insistiram em dar mais atenção à sequência de pares de bases e evitar desvios. Depois de examinar seu estudo, é claro que a proteína p53 não pode continuar a ser definida como uma proteína de função única. Em vez disso, com base nas evidências apresentadas pelos autores, a proteína pode atuar como um repressor ou um ativador. Esta mudança de foco implica que é necessário reavaliar as proteínas p53 previamente analisadas para examinar a verdadeira natureza de sua função.


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