Mekanisme faktor transkripsi tindakan, jenis, fungsi

A Faktor transkripsi Ia adalah protein "aksesori" pengawalseliaan yang diperlukan untuk transkripsi genetik. Transkripsi adalah langkah pertama ekspresi genetik dan membayangkan pemindahan maklumat yang terkandung dalam DNA ke molekul RNA, yang kemudiannya diproses untuk menimbulkan produk gen.

RNA Polymerase II adalah enzim yang bertanggungjawab terhadap transkripsi kebanyakan gen eukariotik dan menghasilkan, sebagai tambahan kepada beberapa RNA kecil, RNA messenger yang kemudiannya akan diterjemahkan ke dalam protein. Enzim ini memerlukan kehadiran jenis faktor transkripsi yang dikenali sebagai faktor transkripsi umum atau basal.

Jenis faktor transkripsi "Penutup Leucine" (Sumber: I, Spletete [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0/)] melalui Wikimedia Commons)

Walau bagaimanapun, ini bukan satu-satunya faktor transkrip yang wujud dalam alam semula jadi, kerana terdapat protein "bukan umum", baik dalam eukariota dan dalam prokariot dan gerbang, yang terlibat dalam pengawalan transkripsi genetik khusus tisu (dalam organisma multiselular ) atau dalam peraturan aktiviti gen sebagai tindak balas kepada pelbagai rangsangan.

Faktor transkripsi ini adalah pengesan yang sangat penting, dan boleh didapati hampir dalam semua organisma hidup, kerana ia mewakili sumber utama peraturan ekspresi genetik.

Kajian terperinci mengenai faktor transkripsi yang berbeza dalam pelbagai jenis organisma hidup menunjukkan bahawa mereka mempunyai struktur modular, di mana rantau tertentu bertanggungjawab untuk interaksi dengan DNA, sementara yang lain menghasilkan kesan merangsang atau menghalang.

Faktor transkripsi, kemudian, mengambil bahagian dalam pemodelan corak ekspresi genetik yang tidak ada kaitan dengan perubahan dalam urutan DNA, tetapi dengan perubahan epigenetik. Sains yang bertanggungjawab untuk mengkaji perubahan ini dikenali sebagai epigenetik.

[TOC]

Mekanisme tindakan

Untuk melaksanakan fungsi mereka, faktor transkripsi mesti dapat mengenali dan menyertai secara khusus urutan DNA tertentu untuk mempengaruhi secara positif atau negatif mempengaruhi transkripsi wilayah tersebut.

Faktor transkripsi umum, yang pada dasarnya sama untuk transkripsi semua gen jenis II dalam eukariota, pertama kali dipasang di rantau promoter gen, dengan itu mengarahkan kedudukan enzim polimerase dan "pembukaan".

Proses ini diberikan oleh beberapa langkah berturut -turut:

- Kesatuan faktor transkripsi umum tfiid ke urutan timina berulang (t) dan adenine (a) dalam gen yang dikenali sebagai "kotak Tata"; Ini menyebabkan penyelewengan DNA yang diperlukan untuk kesatuan protein lain ke rantau promoter.

- Perhimpunan posterior faktor umum lain (TFIIB, TFIIH, TFIH, TFIIE, TFIIF, dll.) dan polimerase RNA II, membentuk apa yang disebut Kompleks permulaan transkripsi.

Boleh melayani anda: kromatid

- Pembebasan kompleks permulaan, fosforilasi polimerase oleh faktor TFIIH dan permulaan transkripsi dan sintesis molekul RNA dari urutan gen yang ditranskripsikan.

Pengaktifan dan penindasan transkripsi

Seperti yang disebutkan, faktor transkripsi "bukan umum" dapat mengawal ekspresi gen, sama ada secara positif atau negatif.

Pengaktifan

Beberapa protein ini mengandungi, sebagai tambahan kepada domain struktur kesatuan DNA, sebab -sebab lain yang dikenali sebagai domain pengaktifan, yang kaya dengan residu asid asid, glutamin atau sisa proline.

Domain pengaktifan ini berinteraksi dengan unsur -unsur faktor transkripsi umum kompleks atau dengan molekul coactivating yang berkaitan yang secara langsung berinteraksi dengan kompleks. Interaksi ini mengakibatkan rangsangan pemasangan kompleks transkriptif atau peningkatan aktivitinya.

Penindasan

Faktor transkripsi yang paling menghalang transkripsi apabila mengganggu aktiviti faktor transkripsi yang bertindak secara positif, menghalang kesan merangsangnya. Mereka boleh bekerja dengan menyekat kesatuan faktor positif kepada DNA atau bertindak terhadap faktor -faktor yang menyahaktifkan struktur kromatin.

Faktor -faktor perencatan lain bertindak secara langsung menghalang transkripsi, tanpa menyekat tindakan mana -mana faktor transkripsi yang mengaktifkan; dan mengurangkan tahap basal transkripsi, ke tahap yang lebih rendah daripada yang dicapai tanpa adanya faktor pengaktifan.

Seperti mengaktifkan protein, faktor penindasan bertindak secara langsung atau tidak langsung dengan faktor transkripsi basal atau umum.

Lelaki

Walaupun kebanyakan faktor transkripsi diklasifikasikan mengikut ciri -ciri atau identiti domain kesatuan DNA mereka, terdapat beberapa, juga diklasifikasikan sebagai faktor transkripsi, yang tidak berinteraksi secara langsung dengan DNA dan dikenali sebagai faktor transkripsi "tidak langsung".

Faktor transkripsi langsung

Mereka adalah faktor transkripsi yang paling biasa. Mereka mempunyai domain kesatuan DNA dan boleh mengaktifkan atau menghalang ekspresi gen melalui kesatuan mereka ke kawasan DNA tertentu. Mereka berbeza antara satu sama lain terutamanya berkenaan dengan domain kesatuan DNA mereka dan keadaan oligomerisasi mereka.

Keluarga yang paling dikaji dan diiktiraf dari jenis faktor ini adalah:

Helix-Gutero-Hélice ("Helix-turn-Helix", Hth)

Ini adalah keluarga pertama faktor dengan domain kesatuan DNA yang ditemui, dan hadir dalam banyak eukariota dan prokariot. Sebabnya pengiktirafan terdiri daripada kipas α, giliran dan kipas kedua α.

Mereka telah memelihara domain glisin.

Boleh melayani anda: kolam genetik

 Homeodominium

Ia terdapat dalam sebilangan besar protein pengawalseliaan eukariotik. Urutan pertama diiktiraf dalam protein pengawalseliaan perkembangan Drosophila. Domain ini mengandungi alasan HTH untuk menyertai DNA dan kipas α tambahan, sebagai tambahan kepada lengan N-terminal yang dilanjutkan.

Jari zink

Ditemui dalam faktor transkripsi tfiiia Xenopus Dan telah ditunjukkan bahawa mereka mengambil bahagian dalam banyak aspek peraturan genetik eukariotik. Mereka didapati dalam protein yang disebabkan oleh isyarat pembezaan dan pertumbuhan, dalam protooncogenes dan dalam beberapa faktor transkripsi umum.

Mereka dicirikan oleh kehadiran pengulangan dalam kumpulan motif zink 30 sisa yang mengandungi beberapa sisa dan sisa histidin.

Reseptor steroid

Keluarga ini termasuk protein pengawalseliaan yang ketara yang, selain mempunyai domain untuk kesatuan hormon, mempunyai domain kesatuan DNA dan biasanya bertindak sebagai pengaktif transkrip.

Domain kesatuan mengandungi 70 sisa, di antaranya 8 disimpan sisa sistein. Beberapa penulis menganggap bahawa faktor -faktor ini dapat membentuk sepasang jari zink, memandangkan kehadiran dua permainan empat -cystein.

Leucina dan penutupan Helik-Bucle-Herice ("Helix-loop-helix ")

Faktor transkripsi ini terlibat dalam pembezaan dan pembangunan dan bekerja untuk pembentukan heterodimer. Domain penutupan leucin diperhatikan dalam pelbagai eukariota dan dicirikan oleh dua subdomain: penutupan leucin yang mengukur dimerisasi dan rantau asas untuk kesatuan dengan DNA.

Sebab -sebab β           

Mereka kebanyakannya dijumpai dalam faktor eukariotik dan membezakan.

Faktor transkripsi tidak langsung

Faktor transkripsi jenis ini memberi kesan pengawalseliaannya terhadap ekspresi genetik bukan melalui interaksi langsung dengan DNA, tetapi melalui interaksi protein-protein dengan faktor transkripsi lain yang berinteraksi dengan DNA. Itulah sebabnya mereka dipanggil "tidak langsung".

Yang pertama menggambarkan adalah pengaktifan trans-virus "Herpes sederhana " (HSV) yang dikenali sebagai VP16, yang mengikat faktor Oct-1 apabila sel-sel dijangkiti virus ini, merangsang transkripsi gen tertentu.

Faktor -faktor jenis ini, seperti yang mengikat DNA, boleh mengaktifkan atau menindas transkripsi gen, jadi mereka dipanggil "COERCIVATORS" dan "diperbetulkan".

Peraturan

Protein ini boleh dikawal selia pada dua peringkat: dalam sintesis mereka dan dalam aktiviti mereka, yang bergantung kepada pembolehubah yang berlainan dan pelbagai situasi.

Peraturan sintesis

Peraturan sintesisnya boleh dikaitkan dengan ekspresi khusus tisu faktor transkripsi tertentu. Contohnya boleh menjadi faktor MyoD, disintesis hanya dalam sel -sel otot rangka dan diperlukan untuk pembezaan fibroblas yang tidak dibezakannya.

Boleh melayani anda: gen yang dipautkan

Walaupun peraturan sintesis secara asasnya digunakan untuk mengawal ekspresi genetik dalam jenis dan tisu sel tertentu, ini bukan satu -satunya cara, kerana sintesis faktor yang terlibat dalam induksi gen yang mengambil bahagian dalam tindak balas juga dikawal selia kepada beberapa rangsangan.

Peraturan aktiviti

Satu lagi mekanisme peraturan untuk faktor transkripsi adalah peraturan aktivitinya, yang berkaitan dengan pengaktifan faktor transkripsi pra -sedia ada yang memberi kesan positif atau negatif ke atas aktiviti faktor tertentu.

Pengaktifan faktor "sekunder" ini biasanya berlaku melalui mekanisme yang berbeza seperti kesatuan ligan, perubahan protein-protein, interaksi fosforilasi, antara lain.

Fungsi dan kepentingan

Faktor transkripsi mengambil bahagian dalam pelbagai proses seperti perkembangan embrio, pertumbuhan dan pembezaan, kawalan kitaran sel, penyesuaian kepada keadaan persekitaran yang berubah -ubah, penyelenggaraan corak sintesis protein tertentu sel dan tisu, dll.

Di dalam tumbuhan, sebagai contoh, mereka mempunyai fungsi penting dalam pertahanan dan dalam peristiwa tindak balas kepada pelbagai jenis tekanan. Telah ditentukan bahawa osteogenesis pada haiwan dikawal oleh faktor transkripsi, serta banyak proses pembezaan lain dari garis sel yang berbeza.

Memandangkan kepentingan protein ini dalam organisma, tidak biasa untuk berfikir bahawa perubahan dalam unsur -unsur pengawalseliaan ini akan menyebabkan perubahan patologi yang serius.

Dalam kes manusia, patologi yang berkaitan dengan faktor transkripsi boleh menjadi gangguan perkembangan (disebabkan oleh mutasi yang menghasilkan inaktivasi faktor transkripsi, contohnya), gangguan dalam tindak balas hormon atau kanser.

Rujukan

1. Alberts, b., Dennis, b., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, p. (2004). Biologi sel penting. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Iwafuchi-doi, m., & Zaret, k. S. (2014). Faktor transkripsi perintis dalam pemrograman semula sel. Gen & Pembangunan, 28, 2679-2692.
3. Latchman, d. (1997). Faktor transkripsi: gambaran keseluruhan. Int. J. Biochem. Sel. Biol., 29(12), 1305-1312.
4. Latchman, d. S. (2007). Faktor transkripsi. Ensiklopedia Sains Hayat, 1-5.
5. Marie, ms. J. (2008). Faktor transkripsi yang mengawal osteoblastogenesis. Arkib Biokimia dan Biofizik, 473, 98-105.
6. Pabo, c., & Sauer, r. T. (1992). Faktor transkripsi: Keluarga struktur dan prinsip pengiktirafan DNA. Annu. REV., 61, 1053-1095.
7. Singh, k. B., Foley, r. C., & Oñate-sánchez, l. (2002). Faktor transkripsi dalam pertahanan tumbuhan dan tindak balas tekanan. Pendapat semasa dalam biologi tumbuhan, 5, 430-436.