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CAPÍTULO 1 Hormonas y acción hormonal 21
c-Fos). Despliegan actividad reguladora singular en el ámbito de
promotores posicionados en forma contigua. Un elemento compuesto
de ese tipo, por ejemplo, dirige efectos de transcripción muy específicos
dependiendo de si el complejo incluye el GR o el MR.
Se ha reportado que varios esteroides, en particular los glucocorticoides
y los estrógenos, tienen efectos independientes sobre la estabilidad
de transcritos de gen blanco. En este punto, no está claro qué
función tienen los receptores de hormona en este proceso, y si la estabilización
de transcrito está ligada mecánicamente al aumento de la
actividad de transcripción.
FAMILIA DE RECEPTORES DE TIROIDES
Este grupo incluye el TR, RAR, RXR, ER, PPAR y VDR. Comparten
un alto grado de homología con el protooncogén c-erbA, y alta afinidad
para un sitio de reconocimiento de DNA común (cuadro 1-3).
Con la excepción del ER, no se asocian con la HSP, y están unidos de
manera constitutiva a la cromatina en el núcleo celular. De nuevo, la
especificidad de unión para cada uno de los receptores individuales
probablemente es conferida por una secuencia contextual que rodea
este elemento, la orientación de los elementos (p. ej., repeticiones
directas o repeticiones invertidas o palíndromos), la polaridad (o sea,
posición 5′ en contraste con 3′ en dos repeticiones sucesivas), y el
número y la naturaleza de los nucleótidos espaciadores que separa las
repeticiones.
El ER se une a su RE como un homodímero, mientras que el
VDR, RAR, RXR y TR prefieren unión como heterodímeros. La
naturaleza de las parejas heterodiméricas ha proporcionado algo de
información interesante acerca de las características biológicas de estos
receptores. Las parejas asociadas a TR más prevalentes parecen ser los
receptores X de retinoide. Estos últimos receptores, que como homodímeros
forman asociaciones de alta afinidad con el ácido 9-cis-retinoico,
también forman complejos heterodiméricos en el estado no
unido a ligando con VDR y RAR. En los casos individuales en los
cuales se ha examinado, la heterodimerización con RXR amplifica
tanto la unión a DNA como la actividad funcional de estos otros
receptores. Así, la capacidad para formar esos complejos heterodiméricos
puede contribuir de manera significativa a la flexibilidad y la
potencia de estos sistemas receptores de hormona en la regulación de
la expresión de gen. Despierta interés que la ubicación (5′ en contraposición
con 3′) de las proteínas participantes en el RE es importante
en la determinación del resultado funcional de la asociación. En
casi todas las situaciones enlazadas con activación de transcripción,
RXR parece preferir la posición torrente arriba (5′) en el complejo
dimérico. De este modo, la diversidad de la respuesta es engendrada
por la selección de elementos de reconocimiento (p. ej., sitios monoméricos,
en contraposición con diméricos, en contraposición con
oligoméricos) y por la elección y la colocación de la pareja dimérica
(p. ej., homodímero en contraposición con heterodímero) cuando es
aplicable.
Se han descrito las estructuras cristalográficas de los dominios de
unión a ligando (LBD) de varios miembros de la familia TR. Éstas
incluyen el RXRα no unido a ligando dimérico, RARγ unido a ligando
monomérico, TRα unido a ligando monomérico, agonista dimérico
(esto es, estradiol) —y antagonista (o sea, raloxifeno)— ERα
unido a ligando, VDR unido a ligando, y PPARγ unido a ligando. Un
LBD compuesto despliega un patrón de plegado común con 12 hélices
alfa (numeradas por convención H1 a H12) y un giro beta conservado.
Existe cierta variabilidad por cuanto no hay H2 en RARγ, y
hay una hélice H2′ corta en PPARγ, pero la configuración estructural
general está preservada. La interfaz dimérica se forma por medio de
interacción de aminoácidos ubicados en las hélices 7 a 10; H10 ejerce
la influencia más fuerte. Esas interacciones parecen ser importantes
para interacciones tanto homodiméricas como heterodiméricas. Se ha
mostrado que ocurre unión del ligando mediante lo que se ha denominado
un mecanismo de “ratonera”. En el estado sin ligando, H12,
que contiene el dominio de activación carboxilo terminal AF-2, es
desplazado lejos de la bolsa de unión a ligando (figura 1-19). La asociación
de ligando agonista (p. ej., estradiol en el caso del ER) con el
centro hidrofóbico del receptor lleva a un reposicionamiento de H12
sobre la cavidad de unión a ligando, donde estabiliza interacciones
entre receptor y ligando, y cierra la “ratonera”. La unión de un ligando
antagonista como el raloxifeno, que debido a su estructura engendra
obstáculo estérico en la bolsa de unión a ligando, evita el cierre de
H12 hacia la posición agonista normal. En lugar de eso, H12 se pliega
hacia una ubicación alternativa entre H4 y H3, conformación que
suprime la función de activación del receptor (véase más adelante). La
estructura cristalina de un par receptor nuclear de longitud completa
(en este caso PPAR gamma y RXR alfa) muestra que la proteína
PPAR gamma domina su pareja heterodimérica, lo que dicta la estructura
general del complejo.
Se han elucidado parcialmente los fundamentos mecanicistas de
la regulación de transcripción por los NR (figura 1-20). En el estado
no unido a ligando, los dímeros de receptor se asocian con un complejo
macromolecular que contiene las proteínas represoras N-CoR o
SMRT, un correpresor de transcripción Sin3, y una histona desacetilasa
RPD3. N-CoR y SMRT usan, cada uno, dos dominios de interacción
(ID) con receptor independientes para asociarse con los NR
(un represor; dos receptores). Cada ID contiene una secuencia de
aminoácidos (L/IXXI/VI, donde I = isoleucina, L = leucina, V =
valina, X = cualquier aminoácido), que interactúa con las hélices 4, 5
y 6 del LBD del NR. La acetilación de histona en forma característica
se asocia con activación de la transcripción del gen (lo que probablemente
refleja descompactación de cromatina que rodea a la unidad
de transcripción), de modo que se cree que la presencia de
actividad de histona desacetilasa en el complejo promueve un estado
latente desde el punto de vista de la transcripción. La adición de ligando
lleva a un cambio de la conformación del receptor que ya no
favorece la interacción con el correpresor (una desviación de la posición
de la hélice 12 en el LBD evita la interacción con el correpresor,
y promueve el montaje de coactivador hacia el complejo) y promueve
tanto el remodelado de cromatina dependiente de ATP como el
montaje de un complejo activador que contiene proteínas coactivadoras
p160 (p. ej., SRC-1, GRIP-1 o P/CIP) y, de manera secundaria,
la proteína de unión a CREB (CBP) y la histona acetilasa P/CAF.
La acumulación neta de actividad de histona acetilasa (CBP y P/CIP
así como P/CAF poseen actividad de acetilasa) lleva a acetilación de
proteínas de la cromatina (p. ej., histonas), así como de componentes
de la maquinaria de transcripción central, lo que da lugar a descompactación
de la cromatina y un incremento neto de la actividad de
transcripción. La interacción de los NR con los coactivadores en este
complejo tiene lugar por medio de motivos LXXLL (donde L = leucina
y X = cualquier aminoácido) presentes en las proteínas coactivadoras.
Cada coactivador puede tener varios de estos motivos, que se
asocian de preferencia con diferentes NR, otros factores de transcrip-