Reclutamento di complessi proteici indotto dagli attivatori trascrizionali eucariotici

Abbiamo visto che nei batteri, nella maggior parte dei casi, un fattore stimola la trascrizione di un gene legandosi al DNA mediante un dominio strutturale specifico mentre con un altro, appartenente alla stessa proteina, interagisce direttamente con l'RNA polimerasi, posizionando così l'enzima sul gene. Anche gli attivatori eucariotici lavorano in questo modo, ma raramente, se non mai, attraverso un interazione diretta fra l'attivatore e la RNA polimerasi, piuttosto è l'attivatore che recluta la polimerasi indirettamente in due modi. Per prima cosa l'attivatore può interagire con componenti del complesso trascrizionale diverse dalla RNA polimerasi e soltanto successivamente richiamare l'enzima (come nel caso dell'utilizzo di un coattivatore). In secondo luogo gli attivatori possono richiamare proteine che modificano i nucleosomi e che, alternando la struttura della cromatina in vicinanza dei geni, aiutano la polimerasi a legarsi al DNA. Nel primo caso, come abbiamo già visto, il complesso trascrizionale eucariotico contiene, oltre alla RNA polimerasi, numerose altre proteine. Molte di queste sono dei complessi preformati come il Mediatore e il complesso TFIID. Gli attivatori interagiscono con uno o più di questi complessi e li posizionano sui geni. In verità la maggior parte del complesso trascrizionale arriva sul gene come un unico grande complesso detto oloenzima, che contene il Mediatore, l'RNA polimerasi ed alcuni dei fattori generali della trascrizione. Oltre all'attivazione, però bisogna ricordare, che esiste anche la repressione che agisce generalmente a livello della struttura della cromatina. In un caso specifico, la sequenza CAAT, è un bersaglio di regolazione. Due copie di questo elemento si trovano nel promotore di un gene per l'istone H2B che è espresso soltanto durante la spermatogenesi nel ricco di mare. Nelle gonadi di questo organismo, il promotore è legato dai fattori di trascrizione alla TATA box, alle CAAT box e a sequenze ottamero, ma nei tessuti embrionali, l'esclusione del fattore che lega CAAT dal promotore impedisce l'assemblaggio di un complesso di trascrizione. Oltre ai fattori generali di trascrizione, l’espressione genica può essere regolata da fattori che rispondono a stimoli specifici, come possono essere segnali di tessuto-specificità o di risposta agli ormoni. Queste proteine vengono chiamate fattori inducibili, e le loro sequenze di legame sul promotore o sull’enhancer sono detti elementi di risposta. Gli elementi di risposta per un dato fattore possono essere trovati su diversi geni, e un singolo gene può contenere più elementi di regolazione, come è il caso del gene umano per la metallotioneina (MT). Quest'ultimo gene rappresenta un esempio del modo in cui un singolo gene può essere regolato da molti circuiti diversi.  La proteina metallotioneina protegge la cellula da concentrazione eccessive di metalli pesanti, legando il metallo e rimuovendolo dalla cellula. L'organizzazione del promotore di un gene MT contiene la TATA box e la GC box, che si trovano come al solito piuttosto vicine al punto di inizio e per il livello basale di espressione sono necessarie anche due elementi di livello basale (BLE, basal level element). TRE, invece, è una sequenza consenso presente in parecchi enhancer, ed è attivata da un attivatore, AP1, e questa interazione è parte dell'espressione costitutiva. La risposta induttiva ai metalli è conferita dalle sequenze multiple MRE che funzionano da elementi del promotore. La presenza di MRE conferisce la capacità di rispondere ai metalli pesanti.