Un aislante es un tipo de elemento cis-regulador conocido como uno de largo alcance elemento regulador . Encontrado en eucariotas multicelulares y trabajando a distancias del elemento promotor del gen diana, un aislante es típicamente de 300 pb a 2000 pb de longitud. [1] Los aislantes contienen sitios de unión agrupados para proteínas de unión a ADN específicas de secuencia [1] y median interacciones intracromosómicas e intercromosómicas . [2]
Los aislantes funcionan como un reforzador- bloqueador o una barrera, o ambos. Los mecanismos por los que un aislante realiza estas dos funciones incluyen la formación de bucles y modificaciones de nucleosomas . [3] [4] Hay muchos ejemplos de aisladores, incluido el aislante CTCF , el aislante gitano y el locus de la β-globina . El aislante CTCF es especialmente importante en vertebrados , mientras que el aislante gitano está implicado en Drosophila . El locus de la β-globina se estudió primero en pollos y luego en humanos por su actividad aislante, los cuales utilizan CTCF. [5]
Las implicaciones genéticas de los aislantes radican en su participación en un mecanismo de impronta y su capacidad para regular la transcripción . Las mutaciones en los aislantes están relacionadas con el cáncer como resultado de la desregulación del ciclo celular , la tumorigénesis y el silenciamiento de los supresores del crecimiento.
Si bien el bloqueo del potenciador se clasifica como una interacción intercromosómica, actuar como barrera se clasifica como una interacción intracromosómica. La necesidad de aislantes surge cuando dos genes adyacentes en un cromosoma tienen patrones de transcripción muy diferentes; es fundamental que los mecanismos de inducción o represión de uno no interfieran con el gen vecino. [6] También se ha encontrado que los aislantes se agrupan en los límites de los dominios de asociación topológica (TAD) y pueden tener un papel en la partición del genoma en "vecindades cromosómicas", regiones genómicas dentro de las cuales ocurre la regulación. [7] [8]
Algunos aislantes pueden actuar como bloqueadores reforzadores y barreras, y algunos solo tienen una de las dos funciones. [3] Algunos ejemplos de diferentes aisladores son: [3]
Mecanismo de acción similar para los aislantes bloqueadores de potenciadores; Los dominios de bucle de cromatina se forman en el núcleo que separa el potenciador y el promotor de un gen diana. Los dominios de bucle se forman a través de la interacción entre los elementos bloqueadores del potenciador que interactúan entre sí o aseguran la fibra de cromatina a los elementos estructurales dentro del núcleo . [4] La acción de estos aislantes depende de su posición entre el promotor del gen objetivo y el potenciador corriente arriba o corriente abajo. La forma específica en que los aisladores bloquean los potenciadores depende del modo de acción de los potenciadores. Los potenciadores pueden interactuar directamente con sus promotores objetivo a través de bucles [9](modelo de contacto directo), en cuyo caso un aislante evita esta interacción mediante la formación de un dominio de bucle que separa los sitios potenciador y promotor y evita que se forme el lazo promotor-potenciador. [4] Un potenciador también puede actuar sobre un promotor a través de una señal (modelo de seguimiento de la acción del potenciador). Esta señal puede ser bloqueada por un aislante mediante el direccionamiento de un complejo de nucleoproteína en la base de la formación del bucle. [4]