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O mistério da caixa TATA: como ela inicia a mágica da transcrição genética?
Em biologia molecular, a caixa TATA, também conhecida como caixa Goldberg-Hogness, é uma sequência de DNA localizada na região promotora central de genes em arqueas e eucariotos. É considerada uma sequência de DNA não codificadora e parece atuar como um elemento regulador. O nome vem da ocorrência repetida de adenilato (A) e timidina (T) em sua sequência de consenso. A descoberta da caixa TATA está relacionada à pesquisa de David Hogness e Michael Goldberg na década de 1980, que determinaram pela primeira vez essa estrutura ao analisar a sequência do genoma do camundongo. Desde que foi identificada pela primeira vez como um componente de promotores eucarióticos em 1978, a caixa TATA tem desempenhado um papel fundamental na transcrição genética.
O início da transcrição geralmente ocorre na caixa TATA, o que torna a caixa TATA um elo importante no mecanismo de transcrição.
A transcrição genética pela RNA polimerase II depende de um promotor central regulado por elementos reguladores de longo alcance, como intensificadores e silenciadores. Sem uma regulação transcricional adequada, os organismos eucarióticos não conseguem responder adequadamente ao seu ambiente. Dependendo da sequência e do mecanismo de iniciação da caixa TATA, mutações como inserções, deleções e mutações pontuais podem levar a alterações fenotípicas ou até mesmo causar doenças. Doenças associadas a mutações na caixa TATA incluem câncer gástrico, ataxia espinhal cerebelar, doença de Huntington, cegueira e β-talassemia.
História
Descubra
A caixa TATA foi identificada pela primeira vez em 1978 pelo bioquímico americano David Hogness, que descobriu a sequência com o estudante de pós-graduação Michael Goldberg durante sua pesquisa na Universidade de Basileia, na Suíça. A equipe de pesquisa analisou principalmente sequências promotoras de genes de moscas-das-frutas, mamíferos e virais. A caixa TATA é encontrada em genes codificadores de proteínas transcritos pela RNA polimerase II.
História Evolutiva
A maioria dos estudos da caixa TATA se concentrou nos genomas de leveduras, humanos e moscas-das-frutas, mas elementos semelhantes também foram encontrados em arqueias e eucariotos antigos. Em espécies arqueanas, seus promotores contêm uma sequência rica em AT localizada aproximadamente 24 pares de bases a montante do local de início da transcrição. Essa sequência, originalmente chamada de Caixa A, agora é conhecida por interagir com homólogos da proteína de ligação a TATA (TBP) arqueana.
Características
Localização
A caixa TATA está localizada em uma posição específica na sequência promotora, e sua posição básica varia para diferentes organismos. Em eucariotos, a caixa TATA está localizada aproximadamente 25-30 pares de bases a montante do local de início da transcrição, enquanto na levedura ela pode variar entre 40 e 100 pares de bases a montante do local de início da transcrição. Estudos recentes mostraram que 40% dos genes que codificam o citoesqueleto de actina e o aparelho contrátil contêm uma caixa TATA em seus promotores principais.
Função
A caixa TATA desempenha um papel insubstituível no processo de transcrição. É o principal local para a formação do complexo de pré-iniciação, o primeiro passo para iniciar a transcrição em eucariotos. A transcrição começa quando o fator de transcrição multissubunidade II D (TFIID) se liga à caixa TATA. A proteína de ligação a TATA (TBP) liga-se a biomacromoléculas por meio de seu segmento β antiparalelo, dobrando o DNA e causando seu desenrolamento.
A ligação do TBP à caixa TATA pode promover a ligação de outros fatores de transcrição e da RNA polimerase II, de modo a iniciar efetivamente a transcrição.
Em tipos específicos de células ou em promotores específicos, a TBP pode ser substituída por vários fatores relacionados à TBP. A interação desses fatores com a caixa TATA afeta a transcrição genética. Além disso, elementos reguladores de longo alcance, como intensificadores, podem aumentar a atividade do promotor, enquanto silenciadores podem reprimir a atividade do promotor.
Mutação
Mutações na caixa TATA podem variar de deleções ou inserções a mutações pontuais, com efeitos variando dependendo do gene que está sendo mutado. Essas mutações alterariam a capacidade de ligação do TBP e, portanto, afetariam o fenótipo.
Significado clínicoTecnologia
Muitos estudos são conduzidos in vitro, o que pode fornecer apenas previsões e não o comportamento celular em tempo real. Entretanto, estudos recentes detectaram atividade de ligação ao TATA in vivo, o que é crucial para entender o papel da caixa TATA.
Terapia do CâncerÀ medida que os cientistas buscam alvos moleculares específicos para o câncer, o motivo de ligação TATA se tornou um foco. Por exemplo, certos medicamentos podem ter como alvo específico o complexo DNA-TBP, regulando negativamente o início da transcrição, o que fornece novas ideias para o tratamento do câncer.
Neste rico mundo de transcrição genética, o papel da caixa TATA, sem dúvida, não deve ser ignorado. Como ele regula precisamente a expressão genética e promove a adaptação dos organismos ao ambiente?
