Trascrizione eucariotica - biologia molecolare

Latrascrizione dei procarioti serve alla produzione di un pre-mRNA biosintetizzato a partire dalla molecola di DNA attraverso l'ausilio di un enzima chiamato [[RNA polimerasi]]. A differenza dei procarioti che possiedono una sola RNA polimerasi le cellule eucariotiche utilizzano ben tre diverse RNA polimerasi.

• L'RNA polimerasi I sintetizza i precursori dell'RNA grande.

• L'RNA polimerasi II sintetizza dei precursori chiamati hnRNA e srRNA. L'srRNA coadiuva la maturazione dell'hrRNA in una molecola di mRNA.

• L'RNA polimerasi III sintetizza i precursori dell'RNA 5S e del tRNA.

Il tipo di RNA polimerasi eucariotica più studiato è la II che, per certi versi, serve da modello per comprendere il funzionamento delle altre. La RNA polimerasi II è formata da 12 subunità (l'RNA polimerasi procariotica ne possiede soltanto cinque, includendo il fattore sigma, a confronto) e strutturalmente assomiglia a un ferro di cavallo. Lo spazio vuoto all'intero della RNA polimerasi rende possibile il passaggio della molecola di DNA e, nel centro di reazione, trova posto uno ione Mg++ identificato con il nome di metallo A.

L'RNA polimerasi II possiede la capacità di modificare la propria forma; questa peculiarità è essenziale per poter svolgere il compito di leggere il DNA e sintetizzare l'RNA. Alcune molecole, tra cui l'alpha-amanitina prodotta dal fungo Amanita phalloides, possono limitare la mobilità delle due “pinze” dell'enzima inattivandolo.

Promotori eucariotici

Nelle cellule eucariotiche ogni RNA polimerasi possiede il proprio promotore. Per questo motivo, in una catena di DNA di una cellula eucariotica, possono trovare posto tre differenti classi di sequenze che promuovono l'aggancio della RNA polimerasi al filamento del DNA e, di conseguenza, danno inizio alla trascrizione.

I promotori di classe II possono essere suddivisi in due grandi elementi: elementi centrali ed elementi a monte. Gli elementi centrali si dividono in un TATA box posto a -25bp, un elemento di riconoscimento per il TFIIB (una proteina che è caratteristica di avere un dominio a dita di zinco che recluta la RNA polimerasi II) che prende il nome di BRE, un iniziatore denominato INR che è posto sul sito di inizio della trascrizione e da un elemento a valle conosciuto come DPE. L'elemento a monte è caratteristico di una zona ricca di GC, chiamata GC box, e da una ulteriore zona ricca in CAT chiamata CAT box.

Non tutti i promotori della polimerasi II eucariotica sembrano necessitare del TATA box; in questo caso il promotori vengono definiti TATA less.

I promotori di classe I possiedono due zone distanti circa 95 basi. La zona più lontana rispetto al punto di inizio della trascrizione prende il nome di promotore a monte mentre la zona più vicina prende il nome di promotore centrale.

Una particolare caratteristica dei promotori di classe I è che la “forza” con la quale riescono a legare l'RNA polimerasi è dipendente dalla corretta distanza tra i due promotori. Se vengono inserite o eliminate delle basi modifica anche la capacità di trascrizione dell'enzima.

I promotori di classe III si suddividono in tre tipi. Il tipo I, caratteristico dell'RNA 5s, è formato da tre elementi: un box A, un box intermedio e un box C. Il tipo II è formato da un box A e un box B ed è, strutturalmente, molto simile al promotore di tipo III.