Una E-box (caja potenciadora) es un elemento de respuesta de ADN que se encuentra en algunos eucariotas que actúa como un sitio de unión a proteínas y se ha descubierto que regula la expresión génica 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 génica . Una vez que los factores de transcripción se unen a los promotores a través de la caja E, otras enzimaspuede unirse al promotor y facilitar la transcripción de ADN a ARNm .
El E-box se descubrió en una colaboración entre los laboratorios de Susumu Tonegawa y Walter Gilbert en 1985 como elemento de control en el potenciador de la cadena pesada de inmunoglobulina . [3] [4] Descubrieron que una región de 140 pares de bases en el elemento potenciador de la transcripción específico de tejido era suficiente para diferentes niveles de potenciación de la transcripción en diferentes tejidos y secuencias. Sugirieron que las proteínas producidas por tejidos específicos actuaron 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 E-box , E12 y E47. [5] Estos potenciadores de inmunoglobulina podrían unirse como heterodímeros a proteínas a través de dominios bHLH . En 1990, se descubrió otra proteína E, ITF-2A (más tarde rebautizada como E2-2Alt) que puede unirse a los potenciadores de la cadena ligera de inmunoglobulina . [6] Dos años más tarde, la tercera proteína de unión a E-box, HEB, se descubrió mediante la detección 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 promotorde un gen específico del músculo. [8]
Desde entonces, los investigadores han establecido que E-box afecta la transcripción de genes en varios eucariotas y encontraron factores de unión a E-box que identifican las 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 E-box juegan un papel importante en la regulación de la actividad transcripcional. Estas proteínas generalmente contienen el motivo estructural básico de proteína 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 hidrofóbicas 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 de ADN ("CAGCTG" versus "CACGTG"), la proteína bHLH tiene un conjunto diferente de residuos básicos.
La unión de E-box está modulada por Zn 2+ en ratones. Las regiones ricas en CT (CTRR) ubicadas alrededor de 23 nucleótidos aguas arriba de la caja E son importantes en la unión de la caja E, la transactivación (tasa aumentada de expresión genética) y la transcripción de los genes circadianos BMAL1 / NPAS2 y BMAL1 / complejos CLOCK . [11]