Фактор транскрипции
В молекулярной биологии, фактор транскрипции является белок , который имеет важное значение для инициирования из РНК - полимеразы в процессе транскрипции . Он также может участвовать в регулировании удлинения и прекращения . Факторы транскрипции могут связываться с ДНК и активировать или репрессировать промотор . Существуют также факторы транскрипции, которые связываются не напрямую с ДНК, а, например, с другими ДНК-связывающими белками . Различают общие (базальные) и ген-специфические факторы транскрипции.
Общие факторы транскрипции
Общие факторы транскрипции в качестве субъединиц белковых комплексов, необходимых для транскрипции, берут на себя различные задачи и либо связываются непосредственно с ДНК , например, с общими мотивами, такими как элементы промотора ( например, ТАТА-бокс ), с РНК-полимеразой или с другими белками преинициативного комплекса .
Эти «базовые» факторы транскрипции всегда появляются в виде комплексов с другими белками. Связываясь с ДНК, они создают своего рода «платформу» для РНК-полимеразы, полимераза связывается с платформой, и начинается транскрипция. Факторы транскрипции разнообразны по своей структуре и имеют разные задачи. Некоторые из них имеют сайты связывания для важных регуляторов (например, для антитерминаторов ), другие имеют функции протеинкиназы или проявляют геликазную активность (например, TAF250-TFIID). Они повсеместны; ЧАС. равномерно присутствует во всех клетках организма и обычно не участвует в специфической регуляции генов .
Специфические факторы транскрипции
Определенные факторы транскрипции сообщают полимеразе, какой ген должен быть транскрибирован. Следовательно, они присутствуют только в тех клетках, в которых ген, который они регулируют, должен быть активирован (или, в зависимости от случая, также подавлен). Участки ДНК, с которыми они связываются, имеют определенную последовательность (так называемые цис-элементы, такие как энхансеры или сайленсеры ), которые распознаются и связываются фактором транскрипции. Специфические факторы транскрипции в основном активируются протеинкиназами . Активация - это конец длинной цепи передачи сигнала, запускаемой рецептором.
Активаторы работают по двум принципам:
- Они связывают комплекс РНК-полимеразы. Это придает полимеразе более высокое сродство связывания с активированным промотором, что означает, что теперь она связывается более прочно, или сила промотора увеличивается (максимум одно инициирование в секунду), и последующая последовательность, кодирующая белок, экспрессируется более интенсивно.
- У них есть или реализуются функции гистонацетилтрансферазы. Ацетилирование гистонов ослабляет хроматин , что дает РНК-полимеразе лучший доступ к ДНК. Поэтому он может лучше связываться с этим и, таким образом, также более эффективно транскрибироваться.
Репрессоры работают по противоположному принципу: гистоновые деацетилазы приводят к более плотной упаковке ДНК, а блокирование сайтов связывания полимеразы приводит к снижению сродства связывания. Сложная регуляция происходит через сетевое взаимодействие множества различных факторов транскрипции.
Активность факторов транскрипции определяется их регуляцией.
Регулируется
- Связывание лигандов ( стероидных гормонов , эстрогенов , витаминов , гормонов щитовидной железы )
- Фосфорилирование ( киназы , фосфатазы )
- Сумоилирование
- Ацетилирование
- Созревание (домены рецепторов, закрепленные в мембране)
- Концентрация (низкие концентрации активируют, высокие тормозят реакцию)
- Связывание ДНК
- Связывание кофакторов (связывание кофакторов активирует или ингибирует транскрипцию)
- Образование гетеродимеров (только комплексы активируют промоторы)
- Блокировка сайта связывания ДНК (лиганд на связанном ТФ предотвращает транскрипцию)
- Смещение от сайта связывания ДНК (репрессоры предотвращают связывание активирующего ТФ)
- Кондиционирование (порядок взаимодействий)
Типы факторов транскрипции
Различные типы по Йохену Грау:
- Факторы транскрипции спираль-поворот-спираль
- факторы транскрипции гомеодомена
- Факторы транскрипции спираль-петля-спираль
- Факторы транскрипции цинкового пальца
- Факторы транскрипции лейциновой молнии
Примеры конкретных факторов транскрипции
литература
- Манфред Госсен, Йорг Кауфманн, Стивен Дж. Тризенберг, С. Акира, Эрик Х. Аскер, Э. Ассенат, Б. Бауманн, Дон Ли Бол, Н. Корби: факторы транскрипции . Springer, Берлин 2004 г., ISBN 3-540-21095-4 .
- Джозеф Локер: Факторы транскрипции . BIOS, Oxford 2001, ISBN 0-12-454345-6 .
- Грегг Л. Семенца : факторы транскрипции и болезни человека . Oxford University Press, Нью-Йорк 1999, ISBN 0-19-511239-3 .
- Колин Р. Ликвар, Флориан Мюллер и. а .: Полногеномная динамика связывания белка с ДНК предполагает молекулярное сцепление для функции фактора транскрипции. В кн . : Природа. . 484, 2012, стр 251-255, DOI : 10.1038 / nature10985
Индивидуальные доказательства
- ^ JC Reese: Базальные факторы транскрипции . В: Текущее мнение в области генетики и развития (Curr. Opin. Genet. Dev.) . Том 13, № 2, апрель 2003 г., стр. 114-8. PMID 12672487 .
- ↑ Йохен Грау: Генетика. 4-е издание, Springer, Берлин, 2006 г., ISBN 978-3-540-24096-9 .