La regolazione durante la trascrizione
I fattori di trascrizione e le sequenze regolatrici
Come abbiamo visto nei capitoli precedenti, nei procarioti il promotore è una sequenza di DNA situata in prossimità dell’estremità 5' della regione codificante di un gene o di un operone, in corrispondenza della quale l’RNA polimerasi inizia la trascrizione.
Negli eucarioti le cose vanno diversamente. L’RNA polimerasi II degli eucarioti non è in grado di legarsi da sola al promotore e iniziare a trascrivere; può farlo soltanto dopo che sul cromosoma si sono radunate specifiche proteine, dette fattori di trascrizione (▶figura 10).
Un’altra peculiarità della regolazione genica degli eucarioti è la presenza, a monte del promotore, di altre due sequenze regolatrici del DNA; a tali sequenze si legano proteine regolatrici (o regolatori) che hanno il compito di legarsi al complesso di trascrizione e di attivarlo.
Molto più lontano (fino a 20 000 bp di distanza) si trovano invece le sequenze amplificatrici, che legano proteine attivatrici (o attivatori) con il compito di stimolare ulteriormente l’attività del complesso di trascrizione. Non è del tutto chiaro in che modo le sequenze amplificatrici esercitino la loro influenza: uno dei modelli più recenti prevede che il DNA si ripieghi su sé stesso in modo tale che le proteine attivatrici vengano a trovarsi a contatto con il complesso di trascrizione.
Esistono infine sequenze che hanno effetto opposto a quello delle sequenze amplificatrici, i cosiddetti silenziatori, che arrestano la trascrizione in seguito al legame con specifici repressori proteici.
In che modo queste proteine, e le sequenze di DNA con cui interagiscono, regolano la trascrizione? In gran parte dei tessuti, una piccola quantità di RNA può essere trascritta a partire da tutti i geni; l’azione dei fattori di regolazione determina il tasso di trascrizione. Per esempio, nei globuli rossi immaturi del midollo osseo, che producono grandi quantità di β-globina, la trascrizione del gene della β-globina viene stimolata dal legame di 7 proteine regolatrici e 6 proteine attivatrici. Nei globuli bianchi dello stesso midollo osseo, queste 13 proteine non sono prodotte e dunque non si legano alle sequenze regolatrici e amplificatrici vicino al gene per la β-globina; quindi tale gene non viene trascritto quasi per nulla.