Transcrição Eucariótica: A Orquestra da Expressão Gênica
RNA Polimerase II e o Código CTD
O CTD (C-Terminal Domain de RPB1): ``` 52 Repetições de: YSPTSPS (Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser)
Estado/Fosforilação e Significado: IIa (Hipofosforilado): Entra no PIC (Pre-Initiation Complex) Ser5-P (via CDK7/TFIIH): Saída do Promotor + Co-Transcription Capping Ser2-P (via CDK9/P-TEFb): Elongação Produtiva + Splicing + PolyA
= 'Código CTD' Coordena a Transcrição com Processamento do RNA ```
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Montagem do Pre-Initiation Complex (PIC)
Montagem Sequencial no TATA Box/TSS: ```
- TFIID (TBP Liga TATA, -30; TAFs Ligam Inr/DPE)
TBP Dobra DNA ~80° → Abre Sulco Menor
- TFIIA → Estabiliza TBP-TATA
- TFIIB → Liga BRE + TBP + Define Orientação de Pol II
- TFIIF+RNA Pol II → Incorporado ao Promotor
- TFIIE → Recruta TFIIH
- TFIIH → Abre DNA (Helicase XPB/ERCC3) + Fosforila CTD-Ser5 (CDK7)
= RNA Pol II Escape do Promotor → Começa Transcrição ```
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RNA Pol II em Pausa: O Regulador Universal
Pol II Pausa Proximal ao Promotor (20-60nt após TSS): ``` DSIF (Spt4/Spt5) + NELF Mantém Pol II em Pausa = 40-60% dos Genes Humanos em Pausa Basal!
Liberação: P-TEFb (CDK9/Ciclina T): Fosforila NELF → Sai + Fosforila DSIF (Ativa) + CTD-Ser2 = Elongação Produtiva Começa
Regulação: BRD4 Recruta P-TEFb aos Enhancers → Libera Pol II ```
Relevância: HIV Tat protéina → Recruta P-TEFb ao Provirus → Libera Pol II Pausado → Replicação Viral Amplificada.
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Enhancers e Super-Enhancers
Enhancers Típicos: ``` Sequências ~200-500pb, Até 1Mb do Gene Alvo Múltiplos TF Binding Sites (AP-1, NF-κB, SP1, STAT3...) Marcadores: H3K4me1 + H3K27ac (Ativo); H3K27me3 (Inativo) = Comunicam com Promotor via Loop Cromossômico (CTCF+Coesina) ```
Super-Enhancers (Young et al. 2013): ``` Clusters de Enhancers (~12.5kb) = Altíssima Densidade de: TFs + BRD4 + Mediador + H3K27ac = Regulam Genes MESTRES da Identidade Celular
Oncogenes Controlados por SEs: MYC, VEGFA, CDK6, BCL-2.
JQ1 (BET Inibidor) → Liga BRD4 → Perde BRD4 dos SEs → Cai Expressão de Oncogenes (Efeito Preferencial em SEs) ```
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Fatores de Transcrição em Oncologia
c-MYC: bHLH-LZ, Liga E-Box + MAX → Amplificado em ~25-30% Câncers
- 'Undruggable' Direto → Alvos Indiretos: BRD4, CDK7, Aurora A
STAT3: Dimerizado por IL-6/JAK → BCL-2, MCL-1, VEGF
- Ativo Constitutivo em Mama, NSCLC, CCR
NF-κB: Ativado por LPS/TNF → IL-6, IL-8, BCL-2, MMP
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Referências
- Haberle V, Stark A. "Eukaryotic core promoters and the functional basis of transcription initiation." *Nat Rev Mol Cell Biol.* 2018;19(10):621–637.
- Cramer P. "Organization and regulation of gene transcription." *Nature.* 2019;573(7772):45–54.
- Hnisz D, et al. "Super-enhancers in the control of cell identity and disease." *Cell.* 2013;155(4):934–947.
- Loven J, et al. "Selective inhibition of tumor oncogenes by disruption of super-enhancers." *Cell.* 2013;153(2):320–334.
- Core LJ, Waterfall JJ, Lis JT. "Nascent RNA sequencing reveals widespread pausing and divergent initiation at human promoters." *Science.* 2008;322(5909):1845–1848.
- Yosef N, Regev A. "Impulse control: temporal dynamics in gene transcription." *Cell.* 2011;144(6):886–896.