AISLADORES DE LA CROMATINA

AISLADORES CROMATINA: MECANISMOS DE REGULACIÓN Y LA HERENCIA EPIGENÉTICA

Resumen

Aisladores potenciador de bloqueo son elementos de ADN que interrumpen la comunicación entre una secuencia reguladora, tal como un potenciador o un silenciador, y un promotor. Aislantes participan tanto en la regulación transcripcional y la organización nuclear mundial, dos características de la cromatina que se cree que se mantendrá de una generación a otra a través de los mecanismos epigenéticos. Por otra parte, hay muchos mecanismos de regulación en el lugar que potencian o dificultan la actividad aislante. Estos modos de regulación pueden ser utilizados para establecer aislante actividad específica de tipo celular que se epigenetically heredado a lo largo de una célula y / o el linaje del organismo. Esta revisión se discutirá la evidencia de la herencia y la regulación de la función aislante epigenética.

Palabras clave: aisladores, epigenética herencia, la cromatina, la organización Nuclear

Introducción

Organización de la cromatina en las células eucariotas está regulada tanto a nivel local y global por un sistema muy complejo de elementos de ADN y las proteínas y ARN que interactúan con ellos. Los aislantes son elementos de ADN reguladores que crean límites en la cromatina, que delinean las gamas más que otras influencias reguladoras tengan efecto. Hay dos tipos de aisladores: aisladores potenciador de bloqueo, que impiden la comunicación entre los elementos de la secuencia discretas (típicamente potenciadores y promotores) cuando se encuentra entre ellos, y los aisladores de barrera, que impiden la propagación de heterocromatina (Gaszner y Felsenfeld, 2006). Esta revisión se centrará en los aisladores de potenciador de bloqueo.

En Drosophila melanogaster hay múltiples aisladores conocidos definidos por sus proteínas de unión, supresor de Hairy Wing [Su (Hw)], Factores Boundary Element asociados (Beaf-32A y 32B) Beaf-, Zeste-blanco 5 (ZW5), GAGA Encuadernación Factor (GAF), y la más recientemente identificada, Drosophila CTCF (dCTCF).Sin embargo, en los vertebrados la única proteína aislante conocido es-CCCTC de unión al factor (CTCF) (Valenzuela y Kamakaka, 2006 ; Wallace y Felsenfeld, 2007 ). Se desconoce si la CTCF vertebrados cumple las funciones de todas las proteínas de aisladores que se encuentran en Drosophila , o si otras proteínas de aisladores de vertebrados aún no se han descubierto.

Aunque el trabajo previo se centró principalmente en descifrar los mecanismos por los que los aislantes bloquean la comunicación entre un promotor y un promotor, el campo se ha desplazado recientemente a una visión más global de los aisladores. Aquí hablamos de lo que se conoce acerca de la herencia y la regulación de la información aislante, áreas que deben entenderse a fin de colocar los aisladores en el contexto de un sistema de desarrollo epigenético.

Un papel para aisladores en la organización nuclear

Hay varios modelos de cómo aisladores potenciador de bloqueo de interrumpir la comunicación entre potenciadores y promotores. Nos referiremos a ellos como el modelo promotor señuelo, el modelo de barrera física, y el modelo de dominio de bucle. Los modelos no son necesariamente excluyentes entre sí, por lo que potencialmente cualquier aislador podría emplear uno o una combinación de mecanismos para poder funcionar correctamente. Según el modelo de señuelo promotor, potenciador de un aislador de bloqueo recluta componentes de la maquinaria de transcripción que hacer que se asemejan a un promotor en el nivel molecular. Este parecido le permite competir con los promotores de buena fe para la interacción con los potenciadores (Geyer, 1997 ). Este modelo es consistente con el hecho de que el ADN y el ADN promotor de aislante se ha observado que colocalize ( Yoon et al, 2007. ; Zhu et al, 2007. ). Sin embargo, la interacción entre los aisladores y promotores a sí mismos también se ha observado ( Yoon et al., 2007 ), que podría indicar que un mecanismo alternativo es responsable de ambas observaciones. Además, es poco probable que sea el único mecanismo que subyace a la función de bloqueo de potenciador de promotor de señuelo, principalmente porque no explica la naturaleza direccional del efecto potenciador de bloqueo - es decir, por qué un promotor de quedaría atrapado por un aislante situado en la misma dirección como el promotor, y no por un aislante a la misma distancia, pero en la otra dirección. El modelo de la función de barrera física aislante propone que una señal molecular procedente del potenciador, tal como un complejo de ARN polimerasa de transcripción ( Kong et al, 1997. ; Tuan et al, 1992. ), simplemente "se encuentra con" el complejo aislante y está incapaz de seguir avanzando. De acuerdo con este mecanismo es la observación de que la inserción de un terminador de la transcripción, el complejo Laco / R, entre un potenciador y un promotor reduce la función de potenciador ( Ling et al., 2004 ). Además, cuando se colocaron las β-globina de pollo 5 'HS4 (cHS4) aislante entre el potenciador HS2 humana y su gen de globina de destino, la ARN polimerasa II cantidades acumuladas en el aislador y la reducción en el promotor del gen, lo que sugiere que la progresión de la polimerasa bloques aislantes desde el potenciador del promotor ( Zhao y Dean, 2004 ). Sin embargo, esto podría no ser un mecanismo universal de aislamiento, como aislantes situadas dentro de intrones pueden silenciar potenciadores de aguas abajo sin truncar el producto del gen, lo que implica que, al menos en algunos casos, los complejos de transcripción pueden pasar a través de aisladores funcionales ( Geyer y Corces, 1992 ) . La premisa básica del modelo de dominio de bucle es que los sitios de aisladores interactúan entre sí y / o con otras estructuras nucleares para formar bucles de cromatina. Esta idea es sencilla y bien soportado, y se discutirá en detalle a continuación. Sin embargo, la cuestión de la formación de bucle con precisión cómo interfiere con la función potenciador sigue siendo un área activa de estudio.

Una gran cantidad de evidencia indica que los aisladores forman bucles de cromatina. El emparejamiento de los sitios específicos de aisladores para formar bucles individuales se ha demostrado, incluyendo el SCS / SCS par aislante 'que flanquea el soplo de choque 87A7 calor en Drosophila polytene cromosomas. El scs aislador está obligado por la proteína ZW5, mientras que los scs aislante 'está obligado por Beaf. Captura de conformación Cromosoma (3C) experimentos mostraron que los dos sitios colocalize, y los ensayos de coimmunoprecipitation demonstrasted que las dos proteínas interactúan, proporcionando así un mecanismo para el anclaje del bucle (Blanton et al., 2003 ). Del mismo modo,

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