A transkriptionsfaktor det är ett reglerande "tillbehör" -protein som är nödvändigt för gentranskription. Transkription är det första steget i genuttryck och involverar överföring av information som finns i DNA till en RNA-molekyl, som därefter bearbetas för att ge upphov till genprodukter..
RNA-polymeras II är det enzym som ansvarar för transkriptionen av de flesta eukaryota gener och producerar, förutom några små RNA, budbärar-RNA som senare kommer att översättas till proteiner. Detta enzym kräver närvaron av en typ av transkriptionsfaktorer som kallas allmänna eller basala transkriptionsfaktorer..
Dessa är emellertid inte de enda transkriptionsfaktorer som finns i naturen, eftersom det finns "icke-allmänna" proteiner, både i eukaryoter och i prokaryoter och archaea, som är involverade i regleringen av vävnadsspecifik gentranskription (i flercelliga organismer) eller vid reglering av genaktivitet som svar på olika stimuli.
Dessa transkriptionsfaktorer är mycket viktiga effektorer och kan hittas i praktiskt taget alla levande organismer, eftersom de representerar huvudkällan för reglering av genuttryck..
Detaljerade studier av olika transkriptionsfaktorer i olika typer av levande organismer indikerar att de har en modulstruktur, där en specifik region är ansvarig för interaktionen med DNA, medan de andra ger stimulerande eller hämmande effekter..
Transkriptionsfaktorerna deltar sedan i modelleringen av genuttrycksmönster som inte har något att göra med förändringar i DNA-sekvensen utan med epigenetiska förändringar. Vetenskapen som är ansvarig för studien av dessa förändringar kallas epigenetik.
Artikelindex
För att utföra sina funktioner måste transkriptionsfaktorer kunna känna igen och specifikt binda till en viss DNA-sekvens för att positivt eller negativt påverka transkriptionen av den regionen av DNA..
De allmänna transkriptionsfaktorerna, som i grund och botten är desamma för transkriptionen av alla typ II-gener i eukaryoter, monteras först på genens promotorregion och styr sålunda positioneringen av polymerasenzymet och "öppningen" av den dubbla propellern.
Processen äger rum i flera på varandra följande steg:
- Bindning av den allmänna transkriptionsfaktorn TFIID till en sekvens av upprepningar av tymin (T) och adenin (A) i genen känd som "boxen TATA"; detta orsakar en förvrängning av DNA som är nödvändig för bindning av andra proteiner till promotorregionen.
- Efterföljande sammansättning av andra generella faktorer (TFIIB, TFIIH, TFIH, TFIIE, TFIIF, etc.) och av RNA-polymeras II, vilket bildar det som kallas initieringskomplex för transkription.
- Frisättning av initieringskomplexet, fosforylering av polymeras med faktor TFIIH och initiering av transkription och syntes av en RNA-molekyl från sekvensen för genen som transkriberas.
Som nämnts kan "icke-allmänna" transkriptionsfaktorer reglera genuttryck, antingen positivt eller negativt..
Några av dessa proteiner innehåller, förutom de strukturella DNA-bindande domänerna, andra motiv som kallas aktiveringsdomänerna, som är rika på sura aminosyrarester, glutamin- eller prolinrester..
Dessa aktiveringsdomäner interagerar med element i komplexet av allmänna transkriptionsfaktorer eller med relaterade koaktivatormolekyler som interagerar direkt med komplexet. Denna interaktion resulterar antingen i stimuleringen av sammansättningen av transkriptionskomplexet eller i ökningen av dess aktivitet..
De flesta transkriptionsfaktorer hämmar transkription genom att störa aktiviteten hos positivt verkande transkriptionsfaktorer, vilket blockerar deras stimulerande effekt. De kan fungera genom att blockera bindningen av den positiva faktorn till DNA eller genom att verka på faktorer som inaktiverar kromatinstrukturen..
Andra hämmande faktorer verkar genom att direkt blockera transkription, utan att blockera verkan av någon aktiverande transkriptionsfaktor; och sänka basal nivå av transkription till en nivå som är lägre än den som uppnås i frånvaro av aktiverande faktorer.
Liksom aktivatorproteiner verkar repressorfaktorer direkt eller indirekt med basala eller allmänna transkriptionsfaktorer.
Även om de flesta transkriptionsfaktorer klassificeras enligt egenskaperna eller identiteten hos deras DNA-bindande domäner, finns det några, även klassificerade som transkriptionsfaktorer, som inte interagerar direkt med DNA och kallas transkriptionsfaktorer. "Indirekt".
De är de vanligaste transkriptionsfaktorerna. De har DNA-bindande domäner och kan aktivera eller hämma genuttryck genom att binda till specifika regioner av DNA. De skiljer sig från varandra, särskilt med avseende på deras DNA-bindande domäner och deras tillstånd av oligomerisering..
De mest studerade och erkända familjerna av denna typ av faktor är:
Detta var den första familjen av faktorer med DNA-bindande domäner som upptäcktes, och den finns i många eukaryota och prokaryota proteiner. Dess igenkänningsmotiv består av en α-spiral, en snurrning och en andra α-spiral..
De har bevarade glycindomäner i svängområdet och även några hydrofoba rester som hjälper till att stabilisera arrangemanget av de två helixerna i HTH-enheten..
Det finns i ett stort antal eukaryota reglerande proteiner. De första sekvenserna kändes igen i proteiner som reglerar utvecklingen av Drosophila. Denna domän innehåller ett HTH-motiv för att binda DNA och en ytterligare α-helix, samt en utsträckt N-terminal arm..
De upptäcktes i transkriptionsfaktorn TFIIIA av Xenopus och de har visat sig delta i många aspekter av eukaryot genetisk reglering. De finns i proteiner inducerade av differentiering och tillväxt signaler, i proto-onkogener och i vissa allmänna transkriptionsfaktorer.
De kännetecknas av närvaron av satsvisa upprepningar av zinkfingermotiv med 30 rester innehållande olika cystein- och histidinrester..
Denna familj inkluderar viktiga reglerande proteiner som, förutom att ha en domän för hormonbindning, har en DNA-bindande domän och i allmänhet fungerar som transkriptionsaktivatorer..
Bindningsdomänerna innehåller 70 rester, varav 8 är konserverade cysteinrester. Vissa författare anser att dessa faktorer kan bilda ett par zinkfingrar, med tanke på närvaron av två uppsättningar med fyra cysteiner.
Dessa transkriptionsfaktorer är involverade i differentiering och utveckling och funktion genom bildandet av en heterodimer. Leucinslutningsdomänen observeras i olika eukaryota proteiner och kännetecknas av två underdomäner: leucinslutningen som förmedlar dimerisering och en basregion för DNA-bindning..
De finns huvudsakligen i eukaryota faktorer och kännetecknas av bindning till DNA med antiparallella β-ark.
Denna typ av transkriptionsfaktor utövar sina reglerande effekter på genuttryck inte genom dess direkta interaktion med DNA utan genom protein-protein-interaktioner med andra transkriptionsfaktorer som interagerar med DNA. Det är därför de kallas "indirekt".
Den första som skulle beskrivas var transaktivatorn av "Herpes simplex " (HSV) känd som VP16, som binder till faktor Oct-1 när celler infekteras med detta virus, vilket stimulerar transkriptionen av en specifik gen.
Faktorer av denna typ, som de som binder till DNA, kan aktivera eller undertrycka transkriptionen av gener, varför de kallas "koaktivatorer" respektive "corepressorer"..
Dessa proteiner kan regleras på två nivåer: i deras syntes och i deras aktivitet, vilket beror på olika variabler och flera situationer..
Regleringen av dess syntes kan vara relaterad till det vävnadsspecifika uttrycket av vissa transkriptionsfaktorer. Ett exempel på detta kan vara MyoD-faktorn, som endast syntetiseras i skelettmuskelceller och som är nödvändig för differentiering av deras odifferentierade fibroblastprekursorer..
Även om syntesregleringen används i grunden för att kontrollera genuttryck i specifika celltyper och vävnader, är detta inte det enda sättet, eftersom syntesen av faktorer som är involverade i induktion av gener som deltar i svaret också regleras till olika stimuli..
En annan regleringsmekanism för transkriptionsfaktorer är regleringen av deras aktivitet, vilket har att göra med aktiveringen av andra redan existerande transkriptionsfaktorer som utövar positiva eller negativa effekter på aktiviteten hos en viss faktor..
Aktiveringen av dessa "sekundära" faktorer sker vanligtvis genom olika mekanismer såsom ligandbindning, förändringar i protein-protein-interaktioner, fosforylering, bland andra..
Transkriptionsfaktorer deltar i en mängd olika processer såsom embryonal utveckling, tillväxt och differentiering, kontroll av cellcykeln, anpassning till fluktuerande miljöförhållanden, underhåll av cell- och vävnadsspecifika proteinsyntesmönster etc..
I växter har de till exempel viktiga funktioner i försvaret och som svar på olika typer av stress. Osteogenes hos djur har bestämts att kontrolleras av transkriptionsfaktorer, liksom många andra differentieringsprocesser för olika cellinjer.
Med tanke på betydelsen av dessa proteiner i organismer är det inte ovanligt att tro att förändringar i dessa reglerande element kommer att orsaka allvarliga patologiska förändringar..
När det gäller människor kan patologierna associerade med transkriptionsfaktorer vara utvecklingsstörningar (till exempel på grund av mutationer som orsakar inaktivering av transkriptionsfaktorer), störningar i hormonellt svar eller cancer.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.