Promotor

Qué es un promotor

El promotor no codifica proteína alguna. Su función es puramente reguladora: señala a la maquinaria celular el punto exacto del genoma donde debe comenzar a copiar la información genética. Ocupa una posición aguas arriba del sitio de inicio de la transcripción, designado convencionalmente como +1. Todo lo que queda hacia el extremo 5' del gen se numera con valores negativos (-10, -35, -100), y todo lo que queda en dirección 3' recibe valores positivos.

Procedente del latín prōmōtor (el que impulsa, el que mueve hacia delante), derivado de prōmovēre, el término se adoptó en genética molecular a mediados del siglo XX para designar la secuencia de ADN que «promueve» la transcripción de un gen. David Pribnow, en 1975, fue uno de los primeros en describir una secuencia consenso recurrente en los promotores bacterianos, lo que dio nombre a la caja Pribnow.

Elementos del promotor en procariotas y eucariotas

En bacterias, el promotor presenta dos bloques de secuencia conservados. Uno se sitúa alrededor de la posición -10 (la caja Pribnow, con la secuencia consenso TATAAT) y el otro alrededor de la posición -35 (secuencia consenso TTGACA). El factor sigma de la ARN polimerasa bacteriana reconoce directamente ambas secuencias, sin necesidad de proteínas intermedias. Cuanto más se acercan estas secuencias al consenso, mayor es la eficiencia de transcripción del gen.

La organización en eucariotas es considerablemente más compleja. La ARN polimerasa II no se une al ADN por sí sola; necesita que un conjunto de factores generales de transcripción (TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH) ensamblen primero un complejo de preiniciación sobre el promotor. El elemento central más conocido es la caja TATA, localizada habitualmente entre las posiciones -25 y -30, que es reconocida por la proteína TBP (subunidad de TFIID). Aun así, solo un 10-20 % de los genes humanos posee una caja TATA clásica; muchos promotores utilizan elementos alternativos como el iniciador (Inr), el elemento de reconocimiento BRE o el elemento promotor aguas abajo (DPE).

Más allá del promotor mínimo, los genes eucariotas pueden estar regulados por secuencias situadas a miles de pares de bases de distancia. Los potenciadores (enhancers) incrementan la transcripción y los silenciadores la reprimen, ambos actuando a través del plegamiento tridimensional de la cromatina, que acerca estas secuencias distantes al complejo de preiniciación.

Clasificación funcional de los promotores

Según su patrón de actividad, los promotores se clasifican en tres categorías generales. Los constitutivos mantienen el gen activo de forma continua en la mayoría de los tipos celulares; un ejemplo es el promotor del gen de la beta-actina. Los inducibles solo se activan en respuesta a una señal concreta (una hormona, un cambio de temperatura o la presencia de un sustrato), y la regulación del operón lac en bacterias ilustra bien este mecanismo. Por último, los promotores tejido-específicos restringen la expresión del gen a un tipo celular determinado: el promotor de la insulina, por ejemplo, solo funciona en las células beta del páncreas.

Esta clasificación no es rígida. Un mismo promotor puede comportarse como constitutivo en un contexto y como inducible en otro, dependiendo de los factores de transcripción presentes en cada célula.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra «promotor» en genética?

Del latín prōmōtor, que significa «el que impulsa hacia delante». Se adoptó en biología molecular porque esta región del ADN promueve (es decir, hace posible) la transcripción del gen adyacente. El uso del término en genética se consolidó en los años sesenta y setenta del siglo XX, cuando se empezaron a cartografiar las primeras secuencias reguladoras en Escherichia coli.

¿El promotor forma parte del gen?

Depende de la definición que se adopte. En sentido estricto, el gen es la secuencia que se transcribe, y el promotor queda fuera de ella. Pero en la práctica, cuando se habla de «el gen completo», se suele incluir su promotor porque sin él la transcripción no se iniciaría. La convención más extendida hoy es considerar al promotor como un elemento regulador asociado al gen.

¿Todos los genes tienen caja TATA?

No. En el genoma humano, entre un 80 y un 90 % de los genes carecen de una caja TATA reconocible. Esos promotores utilizan otros elementos, como el iniciador (Inr) o el DPE, para reclutar la maquinaria de transcripción. La caja TATA es frecuente en genes que se expresan de forma muy regulada o con alta especificidad tisular.

¿Pueden las mutaciones en el promotor causar enfermedades?

Sí. Un cambio en la secuencia del promotor puede aumentar o disminuir la expresión de un gen sin alterar la proteína que codifica. Hay variantes patogénicas descritas en promotores de genes implicados en talasemias, en ciertos tipos de cáncer y en trastornos hereditarios de la coagulación, entre otros.

Referencias

1. National Human Genome Research Institute (NHGRI). Promotor.
2. Cooper GM. Transcription in Prokaryotes. The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Sinauer Associates, 2000.
3. MedlinePlus Genética. ¿Qué es un gen?.
4. National Human Genome Research Institute (NHGRI). Regulación génica.