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10.3:

Séquences cis-régulatrices

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Biologia Molecular
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Cis-regulatory Sequences

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Transcriptional regulators are proteins that bind to short, specific stretches of non-coding DNA, known as cis-regulatory sequences. These essential components for gene regulation are present throughout the genome.  Transcription regulators can bind to cis-regulatory sequences on DNA in its double helix form. The helical form of DNA has two grooves that differ in size. The wider groove, known as the major groove, is more accessible than the smaller minor groove, resulting in most of the interactions occurring at the major groove.   The edges of the nitrogenous bases are exposed along the grooves and are capable of hydrogen bonding and other noncovalent interactions.  This binding of transcriptional regulators is sequence-specific; however, closely related sequences are also recognized. This association is highly stable due to the multiple non-covalent interactions involved.  Cis-regulatory sequences can govern every aspect of gene transcription, including the inhibition or initiation of transcription, as well as the rate of transcription.  They can be broadly classified into those that are in close proximity to the site of transcription and those that are thousands of base pairs away. The ones that are close are usually part of the promoter sequences that initiate gene transcription. Those that are farther away can participate in either enhancing or silencing the transcription. Often the compact packing of the DNA in the chromosome causes these sequences to be spatially close to the gene that they regulate even if they are far away in the sequence.  A combination of several cis-regulatory sequences controls the expression of most genes. Rarely, a gene will be under the control of only a single sequence.

10.3:

Séquences cis-régulatrices

Les séquences régulatrices

Cis sont de courts fragments d’ADN non codant qui sont présents sur les mêmes chromosomes que les gènes qu’elles régulent. Ces fragments servent de sites de liaison pour les régulateurs transcriptionnels, protéines qui sont responsable du contrôle de la transcription des gènes et de l’expression différentielle des gènes entre les types de cellules chez les eucaryotes. Les séquences régulatrices Cis peuvent être proches du gène d’intérêt ou à des milliers de bases de la séquence d’ADN ; cependant, les séquences qui sont les plus éloignés sont souvent situées dans l’espace près du gène qu’ils régulent en raison de l’emballage serré de l’ADN dans le chromosome. Ceux qui sont proches dans la séquence régulent l’initiation de la transcription des gènes, tandis que ceux plus éloignés améliorent ou réduisent la transcription des gènes. de plusieurs séquences cis-régulatrices régulent la transcription de la plupart des gènes ; cependant, parfois, une seule séquence régulatrice cis- régule la transcription d’un gène.

Les facteurs de transcription se lient aux séquences régulatrices cis lorsque l’ADN est sous sa forme en double hélice. Les régulateurs transcriptionnels lient des séquences spécifiques, mais sont également capables de lier des séquences étroitement liées. La double hélice a deux types de sillons : le plus petit, le sillon mineur, et le plus grand, le sillon principal.  Les facteurs de régulation sont plus susceptibles de se lier aux principaux sillons de l’ADN en raison de leur taille. Les régulateurs de transcription reconnaissent des séquences régulatrices cis spécifiques par les caractéristiques chimiques caractéristiques présentes sur les bords des paires de bases azotées. Par exemple, les bases ont différents donneurs et accepteurs de liaisons hydrogène exposés le long du sillon qui peuvent former des liaisons hydrogène avec les régulateurs transcriptionnels. Étant donné que de nombreuses interactions non covalentes sont également impliquées dans cette liaison, l’association est très stable. 

Leitura Sugerida

  1. Alberts et al., 6th edition; pages 373-375
  2. Bakkali, M. (2011). Microevolution of cis-regulatory elements: an example from the pair-rule segmentation gene fushi tarazu in the Drosophila melanogaster subgroup. PloS one, 6(11).