EN transkriptionsfaktor det er et regulatorisk "tilbehør" protein, der er nødvendigt til gentranskription. Transkription er det første trin i genekspression og involverer overførsel af information indeholdt i DNA til et RNA-molekyle, som efterfølgende behandles for at give anledning til genprodukter..
RNA-polymerase II er det enzym, der er ansvarlig for transkriptionen af de fleste eukaryote gener og producerer ud over nogle små RNA'er messenger-RNA'er, der senere vil blive oversat til proteiner. Dette enzym kræver tilstedeværelse af en type transkriptionsfaktorer kendt som generelle eller basale transkriptionsfaktorer..
Dette er imidlertid ikke de eneste transkriptionsfaktorer, der findes i naturen, da der er "ikke-generelle" proteiner, både i eukaryoter og i prokaryoter og arkæer, der er involveret i reguleringen af vævsspecifik gentranskription (i flercellede organismer) eller i reguleringen af genaktivitet som reaktion på forskellige stimuli.
Disse transkriptionsfaktorer er meget vigtige effektorer og kan findes i stort set alle levende organismer, da de repræsenterer den vigtigste kilde til regulering af genekspression..
Detaljerede undersøgelser af forskellige transkriptionsfaktorer i forskellige typer levende organismer indikerer, at de har en modulær struktur, hvor en bestemt region er ansvarlig for interaktionen med DNA, mens de andre producerer de stimulerende eller hæmmende virkninger..
Transkriptionsfaktorerne deltager derefter i modelleringen af genekspressionsmønstre, der ikke har noget at gøre med ændringer i DNA-sekvensen, men med epigenetiske ændringer. Den videnskab, der er ansvarlig for undersøgelsen af disse ændringer, er kendt som epigenetik.
Artikelindeks
For at udføre deres funktioner skal transkriptionsfaktorer være i stand til at genkende og specifikt binde til en bestemt DNA-sekvens for positivt eller negativt at påvirke transkriptionen af denne region af DNA..
De generelle transkriptionsfaktorer, som grundlæggende er de samme for transkriptionen af alle type II-gener i eukaryoter, samles først på promotorregionen af genet og styrer således positioneringen af polymeraseenzymet og "åbningen" af den dobbelte propel.
Processen finder sted i flere på hinanden følgende trin:
- Binding af den generelle transkriptionsfaktor TFIID til en sekvens af gentagelser af thymin (T) og adenin (A) i genet kendt som "boksen TATA"; dette forårsager en forvrængning af DNA'et, der er nødvendigt for binding af andre proteiner til promotorregionen.
- Efterfølgende samling af andre generelle faktorer (TFIIB, TFIIH, TFIH, TFIIE, TFIIF osv.) Og af RNA-polymerase II, der danner det, der kaldes transkriptionsinitieringskompleks.
- Frigivelse af initieringskomplekset, phosphorylering af polymerase med faktor TFIIH og initiering af transkription og syntese af et RNA-molekyle fra sekvensen af genet, der transskriberes.
Som nævnt kan "ikke-generelle" transkriptionsfaktorer regulere genekspression, enten positivt eller negativt..
Nogle af disse proteiner indeholder ud over de strukturelle DNA-bindende domæner andre motiver kendt som aktiveringsdomænerne, som er rige på sure aminosyrerester, glutamin- eller prolinrester..
Disse aktiveringsdomæner interagerer med elementer i komplekset af generelle transkriptionsfaktorer eller med relaterede koaktivatormolekyler, der interagerer direkte med komplekset. Denne interaktion resulterer enten i stimulering af samlingen af transkriptionskomplekset eller i forøgelse af dets aktivitet..
De fleste transkriptionsfaktorer hæmmer transkription ved at interferere med aktiviteten af positivt virkende transkriptionsfaktorer og blokere deres stimulerende virkning. De kan arbejde ved at blokere bindingen af den positive faktor til DNA eller ved at påvirke faktorer, der inaktiverer kromatinstrukturen..
Andre inhiberende faktorer virker ved direkte at blokere transkription uden at blokere virkningen af nogen aktiverende transkriptionsfaktor; og nedsætte det basale niveau af transkription til et niveau, der er endnu lavere end det, der opnås i fravær af aktiverende faktorer.
Ligesom aktivatorproteiner virker repressorfaktorer direkte eller indirekte med basale eller generelle transkriptionsfaktorer.
Selvom de fleste transkriptionsfaktorer er klassificeret efter karakteristika eller identitet af deres DNA-bindende domæner, er der nogle, også klassificeret som transkriptionsfaktorer, der ikke interagerer direkte med DNA og er kendt som transkriptionsfaktorer. "Indirekte".
De er de mest almindelige transkriptionsfaktorer. De har DNA-bindende domæner og kan aktivere eller hæmme genekspression ved at binde til specifikke DNA-regioner. De adskiller sig fra hinanden især med hensyn til deres DNA-bindende domæner og deres tilstand af oligomerisering..
De mest undersøgte og anerkendte familier af denne type faktorer er:
Dette var den første familie af faktorer med DNA-bindende domæner, der blev opdaget, og den er til stede i mange eukaryote og prokaryote proteiner. Dens genkendelsesmotiv består af en α-helix, en spin og en anden α-helix..
De har bevarede glycin-domæner i svingområdet og også nogle hydrofobe rester, der hjælper med at stabilisere arrangementet af de to helixer i HTH-enheden..
Det er til stede i et stort antal eukaryote regulatoriske proteiner. De første sekvenser blev genkendt i proteiner, der regulerer udviklingen af Drosophila. Dette domæne indeholder et HTH-motiv til at binde DNA og en yderligere α-helix samt en udvidet N-terminal arm..
De blev opdaget i transkriptionsfaktoren TFIIIA af Xenopus og de har vist sig at deltage i mange aspekter af eukaryot genetisk regulering. De findes i proteiner induceret af differentiering og vækstsignaler, i proto-onkogener og i nogle generelle transkriptionsfaktorer.
De er kendetegnet ved tilstedeværelsen af batch-gentagelser af zinkfinger-motiverne med 30 rester indeholdende forskellige cystein- og histidinrester..
Denne familie inkluderer vigtige regulatoriske proteiner, der ud over at have et domæne for hormonbinding har et DNA-bindingsdomæne og generelt fungerer som transkriptionsaktivatorer..
Bindingsdomænerne indeholder 70 rester, hvoraf 8 er konserverede cysteinrester. Nogle forfattere mener, at disse faktorer kunne danne et par zinkfingre i betragtning af tilstedeværelsen af to sæt med fire cysteiner.
Disse transkriptionsfaktorer er involveret i differentiering og udvikling og funktion ved dannelsen af en heterodimer. Leucin-lukningsdomænet observeres i forskellige eukaryote proteiner og er kendetegnet ved to underdomæner: leucin-lukningen, der medierer dimerisering og en basisk region til DNA-binding..
De findes hovedsageligt i eukaryote faktorer og adskiller sig ved binding til DNA ved hjælp af antiparallelle β-ark.
Denne type transkriptionsfaktor udøver sine regulatoriske virkninger på genekspression ikke gennem dens direkte interaktion med DNA, men gennem protein-protein-interaktioner med andre transkriptionsfaktorer, der interagerer med DNA. Derfor kaldes de "indirekte".
Den første, der blev beskrevet, var transaktivatoren af “Herpes simplex " (HSV) kendt som VP16, som binder til faktor Oct-1, når celler bliver inficeret med denne virus, hvilket stimulerer transkriptionen af et specifikt gen.
Faktorer af denne type, som dem, der binder til DNA, kan aktivere eller undertrykke transkriptionen af gener, hvorfor de kaldes henholdsvis "coactivators" og "corepressors"..
Disse proteiner kan reguleres på to niveauer: i deres syntese og i deres aktivitet, hvilket afhænger af forskellige variabler og flere situationer..
Reguleringen af dens syntese kan være relateret til den vævsspecifikke ekspression af visse transkriptionsfaktorer. Et eksempel på dette kan være MyoD-faktoren, der kun syntetiseres i skeletmuskelceller, og som er nødvendig til differentiering af deres udifferentierede fibroblastforløbere..
Selvom reguleringen af syntese anvendes grundlæggende til at kontrollere genekspression i specifikke celletyper og væv, er dette ikke den eneste måde, da syntese af faktorer, der er involveret i induktion af gener, der deltager i responset, også er reguleret til forskellige stimuli..
En anden reguleringsmekanisme for transkriptionsfaktorer er reguleringen af deres aktivitet, som har at gøre med aktivering af andre allerede eksisterende transkriptionsfaktorer, der udøver positive eller negative virkninger på aktiviteten af en bestemt faktor..
Aktivering af disse "sekundære" faktorer sker normalt gennem forskellige mekanismer, såsom ligandbinding, ændringer i protein-protein-interaktioner, phosphorylering, blandt andre..
Transkriptionsfaktorer deltager i en lang række processer såsom embryonal udvikling, vækst og differentiering, kontrol af cellecyklussen, tilpasning til svingende miljøforhold, vedligeholdelse af celle- og vævsspecifikke proteinsyntese-mønstre osv..
I planter har de for eksempel vigtige funktioner i forsvar og som reaktion på forskellige typer stress. Osteogenese hos dyr er blevet bestemt til at blive styret af transkriptionsfaktorer såvel som mange andre differentieringsprocesser for forskellige cellelinjer.
I betragtning af vigtigheden af disse proteiner i organismer er det ikke ualmindeligt at tro, at ændringer i disse regulatoriske elementer vil forårsage alvorlige patologiske ændringer..
I tilfælde af mennesker kan patologierne forbundet med transkriptionsfaktorer være udviklingsforstyrrelser (på grund af mutationer, der f.eks. Forårsager inaktivering af transkriptionsfaktorer), lidelser i det hormonelle respons eller kræft.
Endnu ingen kommentarer