I principali regolatori delle cellule, noti come fattori di trascrizione, svolgono un ruolo cruciale nel rendere il DNA accessibile per l’espressione genica. Ecco una panoramica di come ottengono questo risultato:

Legame a specifiche sequenze di DNA (elementi cis-regolatori):

I fattori di trascrizione contengono domini specifici di legame del DNA che consentono loro di riconoscere e legarsi a brevi sequenze di DNA chiamate elementi cis-regolatori. Questi elementi si trovano nelle regioni promotrici dei geni o in regioni potenziatrici che possono essere localizzate lontano dal gene.

Alterare la struttura della cromatina:

Una volta legati al DNA, i fattori di trascrizione possono indurre cambiamenti nella struttura della cromatina, che è il complesso di DNA e proteine ​​che impacchetta e regola il DNA all’interno del nucleo. I fattori di trascrizione possono reclutare complessi di rimodellamento della cromatina che modificano le proteine ​​istoniche, le unità base della cromatina. Queste modifiche possono allentare la struttura della cromatina, rendendola più accessibile per la trascrizione.

Reclutamento di coattivatori e RNA polimerasi:

I fattori di trascrizione possono reclutare altre proteine, note come coattivatori, nella regione del promotore. I coattivatori interagiscono con i fattori di trascrizione e aiutano nel reclutamento della RNA polimerasi, l'enzima responsabile della trascrizione del DNA in RNA. Portando l'RNA polimerasi nella regione del promotore, i fattori di trascrizione facilitano l'inizio della trascrizione genica.

Interazione con altri fattori di trascrizione e vie di segnalazione:

I fattori di trascrizione spesso lavorano di concerto con altri fattori di trascrizione e vie di segnalazione per regolare l’espressione genica. Possono formare complessi proteici o interagire con molecole di segnalazione per integrare vari segnali cellulari e modulare l'accessibilità del DNA per la trascrizione.

Regolazione della metilazione del DNA e delle modifiche degli istoni:

Alcuni fattori di trascrizione possono anche influenzare i modelli di metilazione del DNA e le modifiche degli istoni, che sono meccanismi aggiuntivi che regolano l’espressione genica alterando la struttura della cromatina. Controllando queste modifiche epigenetiche, i fattori di trascrizione possono ottimizzare ulteriormente l’accessibilità del DNA per l’espressione genica.

Collettivamente, questi meccanismi consentono ai principali regolatori di controllare l’accessibilità del DNA e coordinare i programmi di espressione genetica in risposta a vari segnali cellulari e stimoli ambientali.