Caja TATA

Qué es la caja TATA

La secuencia consenso de la caja TATA es 5'-TATAAA-3', aunque se observan variantes como TATATA o TATATAA en distintos organismos y genes. Ocupa una posición característica en el promotor, entre 25 y 35 pares de bases aguas arriba del punto +1 (el primer nucleótido que se transcribe). Su nombre, como el de la caja CAAT, es descriptivo: refleja las bases que la componen.

Richard Goldberg y David Hogness la describieron en 1979 al analizar los promotores de genes de Drosophila melanogaster. Observaron que esta secuencia rica en adenina y timina aparecía de forma consistente justo antes del sitio de inicio transcripcional, y que su eliminación abolía la transcripción precisa del gen. El nombre alternativo, caja de Goldberg-Hogness, rinde homenaje a esos trabajos pioneros, aunque en la práctica clínica y docente se usa casi exclusivamente "caja TATA".

Reconocimiento por la proteína TBP y formación del complejo de preiniciación

La proteína que reconoce y se une a la caja TATA se llama TBP (TATA-binding protein). TBP no trabaja sola: forma parte de un complejo multiproteico denominado TFIID, integrado por TBP y al menos diez factores asociados (TAF). Al unirse a la secuencia TATA, TBP induce una curvatura pronunciada en el ADN, de unos 80 grados, que abre el surco menor de la doble hélice y expone las bases de la cadena molde.

Esa deformación es la señal que permite el ensamblaje ordenado de los demás factores generales de transcripción: TFIIA estabiliza la unión de TFIID, TFIIB posiciona a la ARN polimerasa II, y TFIIF la acompaña hasta el promotor. TFIIE y TFIIH completan el edificio; este último aporta actividad helicasa para separar las cadenas del ADN y actividad quinasa para fosforilar la cola de la polimerasa e iniciar la elongación.

El resultado de todo ese ensamblaje es lo que se denomina complejo de preiniciación (PIC). Solo cuando el PIC está completo la polimerasa comienza a sintetizar ARN.

Genes con y sin caja TATA

Una idea equivocada bastante extendida es que todos los genes eucariotas poseen caja TATA. Los datos genómicos indican lo contrario. En el ser humano, entre el 70 y el 80 % de los promotores carecen de una caja TATA canónica. Estos promotores "sin TATA" utilizan otros elementos para reclutar la maquinaria transcripcional, como motivos iniciadores (Inr), elementos DPE (downstream promoter element) o islas CpG ricas en guanina y citosina. Sorprendentemente, TBP sigue participando en muchos de estos promotores alternativos, aunque se incorpora por mecanismos diferentes y no se une a una secuencia TATA definida.

Los genes que sí contienen caja TATA suelen ser genes de expresión regulada, es decir, genes que se activan en momentos específicos del desarrollo o en respuesta a señales concretas. Los genes de mantenimiento celular (housekeeping), activos de forma continua y ubicua, tienden a prescindir de ella. Esta distinción no es absoluta (hay excepciones en ambas direcciones), pero marca una tendencia general que se ha verificado en organismos tan distintos como levaduras, insectos y mamíferos.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el nombre caja TATA?

De la propia secuencia de bases: timina-adenina-timina-adenina. También se la conoce como caja de Goldberg-Hogness por Richard Goldberg y David Hogness, que la identificaron en 1979 estudiando genes de la mosca Drosophila.

¿Es lo mismo la caja TATA que la caja CAAT?

No. Ocupan posiciones distintas en el promotor y cumplen funciones complementarias. La caja TATA (posición -25 a -35) posiciona la ARN polimerasa II en el punto de inicio; la caja CAAT (posición -75 a -80) regula la cantidad de transcrito producido. Pueden coexistir en un mismo gen.

Si la mayoría de genes carecen de caja TATA, ¿cómo inician la transcripción?

Mediante elementos alternativos del promotor. El motivo iniciador (Inr), el DPE y las islas CpG son los más frecuentes. TBP interviene igualmente en muchos de estos casos, pero su reclutamiento depende de otros factores y no de la unión directa a una secuencia TATA.

¿Existe un equivalente de la caja TATA en bacterias?

Sí, la caja de Pribnow, una secuencia consenso TATAAT situada en la posición -10 de los promotores bacterianos. Cumple una función análoga (posicionar la ARN polimerasa en el sitio de inicio), pero el mecanismo molecular de reconocimiento es diferente porque la ARN polimerasa bacteriana incluye el factor sigma, que reconoce el promotor directamente sin necesidad de los factores TFII eucariotas.

Referencias

1. La guía de Biología. Caja TATA.
2. Wikipedia en español. Caja TATA.
3. Universitat Pompeu Fabra, Bioinformática. Transcripción génica en eucariotas.
4. Abcdef.wiki. Caja TATA: TATA box.