Una caja E (caja potenciadora) es un elemento de respuesta del ADN que se encuentra en algunos eucariotas y que actúa como un sitio de unión a proteínas y se ha descubierto que regula la expresión genética en neuronas , músculos y otros tejidos. [1] Su secuencia de ADN específica, CANNTG (donde N puede ser cualquier nucleótido ), con una secuencia canónica palindrómica de CACGTG, [2] es reconocida y unida por factores de transcripción para iniciar la transcripción genética . Una vez que los factores de transcripción se unen a los promotores a través de la caja E, otras enzimas pueden unirse al promotor y facilitar la transcripción de ADN a ARNm .
La E-box fue descubierta en una colaboración entre los laboratorios de Susumu Tonegawa y Walter Gilbert en 1985 como elemento de control en el potenciador de cadenas pesadas de inmunoglobulinas . [3] [4] Descubrieron que una región de 140 pares de bases en el elemento potenciador de la transcripción específico del tejido era suficiente para diferentes niveles de mejora de la transcripción en diferentes tejidos y secuencias. Sugirieron que las proteínas producidas por tejidos específicos actuaban sobre estos potenciadores para activar conjuntos de genes durante la diferenciación celular.
En 1989, el laboratorio de David Baltimore descubrió las dos primeras proteínas de unión a la caja E , E12 y E47. [5] Estos potenciadores de inmunoglobulinas podrían unirse como heterodímeros a proteínas a través de dominios bHLH . En 1990, se descubrió otra proteína E, ITF-2A (posteriormente rebautizada como E2-2Alt), que puede unirse a potenciadores de cadenas ligeras de inmunoglobulinas . [6] Dos años más tarde, se descubrió la tercera proteína de unión a la caja E, HEB, mediante el análisis de una biblioteca de ADNc de células HeLa . [7] En 1997 se descubrió una variante de empalme del E2-2 y se descubrió que inhibía el promotor de un gen específico del músculo. [8]
Desde entonces, los investigadores han establecido que E-box afecta la transcripción genética en varios eucariotas y han encontrado factores de unión de E-box que identifican secuencias de consenso de E-box . [9] En particular, varios experimentos han demostrado que la E-box es una parte integral del circuito de retroalimentación de transcripción-traducción que comprende el reloj circadiano .
Las proteínas de unión a la caja E desempeñan un papel importante en la regulación de la actividad transcripcional. Estas proteínas suelen contener el motivo estructural proteico básico hélice-bucle-hélice , que les permite unirse como dímeros . [10] Este motivo consta de dos hélices α anfipáticas , separadas por una pequeña secuencia de aminoácidos , que forman uno o más giros β. Las interacciones hidrófobas entre estas hélices α estabilizan la dimerización. Además, cada monómero bHLH tiene una región básica, que ayuda a mediar el reconocimiento entre el monómero bHLH y la caja E (la región básica interactúa con el surco principal del ADN ). Dependiendo del motivo del ADN ("CAGCTG" frente a "CACGTG"), la proteína bHLH tiene un conjunto diferente de residuos básicos.
La unión de la caja E está modulada por Zn 2+ en ratones. Las regiones ricas en CT (CTRR) ubicadas aproximadamente 23 nucleótidos aguas arriba de la caja E son importantes en la unión de la caja E, la transactivación (aumento de la tasa de expresión genética) y la transcripción de los genes circadianos BMAL1 / NPAS2 y los complejos BMAL1/ CLOCK . [11]