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El misterio de la caja TATA: ¿Cómo inicia la magia de la transcripción genética?
En biología molecular, la caja TATA, también conocida como caja de Goldberg-Hogness, es una secuencia de ADN ubicada en la región promotora central de los genes en arqueas y eucariotas. Se considera una secuencia de ADN no codificante y parece actuar como un elemento regulador. El nombre proviene de la aparición repetida de adenilato (A) y timidina (T) en su secuencia de consenso. El descubrimiento de la caja TATA está relacionado con la investigación de David Hogness y Michael Goldberg en la década de 1980, quienes determinaron por primera vez esta estructura al analizar la secuencia del genoma del ratón. Desde que se identificó por primera vez como un componente de los promotores eucariotas en 1978, la caja TATA ha desempeñado un papel fundamental en la transcripción genética.
La iniciación de la transcripción generalmente ocurre en la caja TATA, lo que hace que esta caja sea un vínculo importante en el mecanismo de transcripción.
La transcripción genética por la ARN polimerasa II depende de un promotor central regulado por elementos reguladores de largo alcance, como potenciadores y silenciadores. Sin una regulación transcripcional adecuada, los organismos eucariotas no pueden responder apropiadamente a su entorno. Dependiendo de la secuencia y el mecanismo de iniciación de la caja TATA, mutaciones como inserciones, deleciones y mutaciones puntuales pueden provocar cambios fenotípicos o incluso causar enfermedades. Las enfermedades asociadas con mutaciones de la caja TATA incluyen cáncer gástrico, ataxia espinal cerebelosa, enfermedad de Huntington, ceguera y β-talasemia.
Historia
Descubrir
La caja TATA fue identificada por primera vez en 1978 por el bioquímico estadounidense David Hogness, quien descubrió la secuencia con el estudiante de posgrado Michael Goldberg durante su investigación en la Universidad de Basilea en Suiza. El equipo de investigación analizó principalmente secuencias promotoras de genes de la mosca de la fruta, de mamíferos y de virus. La caja TATA se encuentra en genes codificadores de proteínas transcritos por la ARN polimerasa II.
Historia evolutiva
La mayoría de los estudios de la caja TATA se han centrado en los genomas de la levadura, los humanos y las moscas de la fruta, pero también se han encontrado elementos similares en arqueas y eucariotas antiguos. En las especies arqueales, sus promotores contienen una secuencia rica en AT ubicada aproximadamente 24 pares de bases aguas arriba del sitio de inicio de la transcripción. Ahora se sabe que esta secuencia, originalmente llamada Caja A, interactúa con homólogos de la proteína de unión a TATA (TBP) arqueal.
Características
Ubicación
La caja TATA está ubicada en una posición específica en la secuencia promotora y su posición básica varía para diferentes organismos. En eucariotas, la caja TATA se encuentra aproximadamente 25-30 pares de bases aguas arriba del sitio de inicio de la transcripción, mientras que en la levadura puede variar entre 40 y 100 pares de bases aguas arriba del sitio de inicio de la transcripción. Estudios recientes han demostrado que el 40% de los genes que codifican el citoesqueleto de actina y el aparato contráctil contienen una caja TATA en sus promotores centrales.
Función
La caja TATA juega un papel irreemplazable en el proceso de transcripción. Es el sitio principal para la formación del complejo de preiniciación, el primer paso para iniciar la transcripción en eucariotas. La transcripción comienza cuando el factor de transcripción multisubunidad II D (TFIID) se une a la caja TATA. La proteína de unión a TATA (TBP) se une a las biomacromoléculas a través de su segmento β antiparalelo, doblando así el ADN y provocando su desenrollado.
La unión de TBP a la caja TATA puede promover la unión de otros factores de transcripción y la ARN polimerasa II, a fin de iniciar eficazmente la transcripción.
En tipos de células específicos o en promotores específicos, el TBP puede ser reemplazado por varios factores relacionados con el TBP. La interacción de estos factores con la caja TATA afecta la transcripción genética. Además, los elementos reguladores de largo alcance, como los potenciadores, pueden aumentar la actividad del promotor, mientras que los silenciadores pueden reprimirla.
Mutación
Las mutaciones en la caja TATA pueden variar desde deleciones o inserciones hasta mutaciones puntuales, y los efectos varían según el gen que se esté mutando. Estas mutaciones alterarían la capacidad de unión de TBP y afectarían así al fenotipo.
Importancia clínicaTecnología
Muchos estudios se realizan in vitro, que sólo pueden proporcionar predicciones en lugar de un comportamiento celular en tiempo real. Sin embargo, estudios recientes han detectado actividad de unión de TATA in vivo, lo que es crucial para comprender el papel de la caja TATA.
Terapia contra el cáncerA medida que los científicos buscan objetivos moleculares específicos contra el cáncer, el motivo de unión TATA se ha convertido en un foco de atención. Por ejemplo, ciertos medicamentos pueden dirigirse específicamente al complejo ADN-TBP, regulando negativamente el inicio de la transcripción, lo que proporciona nuevas ideas para el tratamiento del cáncer.
En este rico mundo de la transcripción genética, el papel de la caja TATA sin duda no puede ignorarse. ¿Cómo regula con precisión la expresión genética y promueve la adaptación de los organismos al medio ambiente?
