Complejo de preiniciación de la transcripción

El complejo de preiniciación (abreviado PIC) es un complejo de aproximadamente 100 proteínas que es necesario para la transcripción de genes codificadores de proteínas en eucariotas y arqueas. El complejo de preiniciación posiciona la ARN polimerasa II (Pol II) en los sitios de inicio de la transcripción genética, desnaturaliza el ADN y posiciona el ADN en el sitio activo de la ARN polimerasa II para la transcripción.

El PIC mínimo incluye ARN polimerasa II y seis factores de transcripción generales: TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF y TFIIH. Complejos reguladores adicionales (como el mediador coactivador y los complejos de remodelación de la cromatina) también pueden ser componentes del PIC.

Los complejos de preiniciación también se forman durante la transcripción de la ARN polimerasa I y la ARN polimerasa III.

Ensamblaje (ARN polimerasa II)

Una visión clásica de la formación de PIC en el promotor implica los siguientes pasos:

• La proteína de unión TATA (TBP, una subunidad de TFIID) une al promotor, creando una curva aguda en el ADN del promotor.
  • Los animales tienen algunos factores relacionados con la TBP (TRF; TBPL1/TBPL2). Pueden reemplazar TBP en algunos contextos especiales.
• TBP recluta TFIIA, luego TFIIB, al promotor.
• TFIIB recluta polimerasa RNA II y TFIIF al promotor.
• TFIIE se une al complejo creciente y recluta TFIIH que tiene actividad de la cinasa de proteína (fosforilatos RNA polimerasa II dentro de la CTD) y actividad helicasa del ADN (desviento de ADN en promotor). También recluta proteínas de reparación de nucleótido-excisión.
• Las subunidades dentro de TFIIH que tienen actividad ATPase y helicase crean tensión superhélica negativa en el ADN.
• La tensión superhelical negativa causa aproximadamente un giro de ADN para desenrollar y formar la burbuja de transcripción.
• El hilo de plantilla de la burbuja de transcripción se compromete con el sitio activo de la polimerasa II RNA.
• La síntesis del ARN comienza.
• Después de la síntesis de ~10 nucleótidos del ARN, y una fase obligatoria de varios ciclos de transcripción abortiva, la polimerasa II del ARN escapa a la región promotora para transcribir el resto del gen.

Una hipótesis alternativa del ensamblaje de PIC postula el reclutamiento de una "holoenzima de ARN polimerasa II" directamente al promotor (compuesto por todos, o casi todos, GTF y ARN polimerasa II y complejos reguladores), de manera similar a la ARN polimerasa bacteriana (RNAP).

Otros complejos de preiniciación

En Arqueas

Las arqueas tienen un complejo de preiniciación parecido al de un PIC Pol II minimizado, con un TBP y un factor de transcripción B de arqueas (TFB, un homólogo de TFIIB). El ensamblaje sigue una secuencia similar, comenzando con la unión de TBP al promotor. Un aspecto interesante es que todo el complejo está unido en una orientación inversa en comparación con las que se encuentran en PIC eucariotas. También utilizan TFE, un homólogo de TFIIE, que ayuda en el inicio de la transcripción pero no es necesario.

ARN polimerasa I (Pol I)

La formación del complejo de preiniciación Pol I requiere la unión del factor selectivo 1 (SL1 o TIF-IB) al elemento central del promotor de ADNr. SL1 es un complejo compuesto por TBP y al menos tres factores asociados a TBP (TAF). Para los niveles basales de transcripción, solo se requieren SL1 y la forma de iniciación competente de Pol I (Pol Iβ), caracterizada por la unión a RRN3.

Para niveles de transcripción activados, también se requiere UBTF (UBF). UBTF se une como un dímero tanto al elemento de control aguas arriba (UCE) como al elemento central del promotor del ADNr, doblando el ADN para formar un realzadoma. Se ha descubierto que SL1 estabiliza la unión de UBTF al promotor de ADNr.

Las subunidades del PIC Pol I difieren entre organismos.

ARN polimerasa III (Pol III)

Pol III tiene tres clases de iniciación, que comienzan con diferentes factores que reconocen diferentes elementos de control pero todos convergen en TFIIIB (similar a TFIIB-TBP; consta de TBP/TRF, un factor relacionado con TFIIB y una unidad B”) Reclutamiento del complejo de preiniciación Pol III. La arquitectura general se parece a la de Pol II. Sólo el TFIIIB debe permanecer adherido durante el alargamiento.