Kako se faktorji transkripcije vežejo na DNA - Razlika Med

Kako se faktorji transkripcije vežejo na DNA

Vsaka celica večceličnega organizma je sestavljena iz njihovega celotnega genoma v jedru v eni ali več kopijah. Toda v določeni celici se prepiše le edinstven niz genov, ki definirajo individualnost celice med drugimi celicami v organizmu. Mnogi geni so tudi prepisani le v določenih časih. Transkripcija gena proizvaja RNA, ki se prevede v protein. Kadar je za delovanje celice potreben določen protein, se transkribira gen, ki kodira protein. Zato se ta gen šteje za „vklopljen“. Ko je gen izklopljen, se prepis ustavi. V regulacijo izražanja genov je vključenih več mehanizmov. Regulacija izražanja genov v evkariontskih celicah temelji na skupini proteinov, ki so označeni kot transkripcijski faktorji (TF). Poleg transkripcijskih faktorjev so za regulacijo izražanja genov pri evkariontih odgovorne tudi modifikacije kromatina, spajanje RNA, mehanizmi nadzora siRNA in signalizacija celic.

Ta članek prikazuje,

1. Kaj so faktorji transkripcije
2. Kako se transkripcijski faktorji vežejo na DNA

Kaj so faktorji transkripcije

Transkripcijski faktor je beljakovinska molekula, ki nadzira aktivnost gena z določitvijo, ali je določen gen prepisan v RNA ali ne. RNA polimeraza je encim, ki katalizira sintezo RNA z uporabo DNA kot vzorca. Transkripcijski faktorji nadzorujejo delovanje RNA polimeraze z določitvijo, kdaj, kje in kako učinkovito deluje encim. Zato lahko transkripcijski faktorji delujejo bodisi kot aktivatorji, ki spodbujajo ekspresijo gena ali represorje, ki zmanjšujejo izražanje genov.

Ugotovljene so tri vrste transkripcijskih faktorjev: splošni dejavniki, dejavniki na zgornjem toku in inducibilni dejavniki. Splošni transkripcijski faktorji potrebne za iniciacijo transkripcije kodirnih genov. Iniciacijski kompleks, ki ga tvorijo splošni transkripcijski faktorji, se imenuje bazalni prepisovalni aparat. Predhodni transkripcijski faktorji so vključeni v prepoznavanje specifičnih kratkih konsenznih elementov, ki se nahajajo navzgor do začetne točke transkripcije. Pomembni dejavniki funkcijo, ki je podobna gornjim transkripcijskim faktorjem, nadalje uravnava izražanje genov z vezavo na odzivne elemente. Funkcija aktivatorja na transkripciji je prikazana v slika 1.


Slika 1: Vloga transkripcijskih faktorjev

Ko smo razložili transkripcijske faktorje, si oglejmo, kako se transkripcijski faktorji vežejo na DNA.

Kako se transkripcijski faktorji vežejo na DNA

Transkripcijski faktorji pripadajo različnim družinam proteinov, ki delujejo kot multi-podenotne proteinske komplekse. Neposredno se vežejo na cis- regulatorna zaporedja DNA ali motivi, ki se pojavijo v smeri proti toku v TATA škatli promotorskega zaporedja. Ti motivi so ponavadi dolgi od 6 do 10 parov baz. Transkripcijski faktorji se vežejo tudi na ojačevalce ali dušilce, ki vplivajo na transkripcijo. V bližini gena se pojavijo ojačevalci - navzgor, navzdol ali znotraj introna. Vključijo gensko izražanje, medtem ko dušilci izklopijo gensko ekspresijo. Transkripcijski faktorji spremenijo svojo 3-D strukturo, medtem ko spremljajo vezavo na DNA.

Nastajajoči kompleks transkripcijskih faktorjev in promotor skupaj z ojačevalci pridobiva RNA polimerazo II. Vpliv transkripcijskih faktorjev je lahko bodisi pozitiven ali negativen, odvisno od celotnega vpliva celotnega kompleksa transkripcijskega faktorja. Transkripcijski faktorji so sestavljeni iz več funkcionalnih domen, ki se vežejo z motivi sekvence, kot tudi drugih transkripcijskih faktorjev, ki se imenujejo ko-aktivatorji, RNA polimeraza II, kompleksi kromatinskega remodeliranja in majhne nekodirajoče RNA. Dva transkripcijska faktorja se vežeta na dva sosednja motiva na verigi DNA in se združita, da tvorita dimer, ki upogiba DNA. Ta proces se obravnava kot del procesa aktivacije gena. Struktura kromatina omogoča tudi, da se koaktivatorji povezujejo skupaj. Nekateri transkripcijski faktorji delujejo kot vezni elementi med različnimi promotorji in ojačevalci s pomočjo drugih proteinov. Kompleks aktivatorja evkariontske transkripcije je prikazan v slika 2.


Slika 2: Kompleksni aktivator transkripcije

Poleg aktivacije genske ekspresije so nekateri transkripcijski faktorji vključeni v zatiranje genske ekspresije. Represorji lahko blokirajo splošne transkripcijske faktorje, ki aktivirajo gensko ekspresijo. Večina transkripcijskih faktorjev je sposobna uravnavati številne genske izraze, medtem ko je nekaj transkripcijskih faktorjev sposobnih uravnavati samo izbrane genske izraze. Ker transkripcijski faktorji nadzorujejo izražanje večine genov, ki so vključeni v razvoj organizma, lahko pomanjkljiva ekspresija genov transkripcijskega faktorja povzroči nepravilen razvoj organizma.

Zaključek

Transkripcijski faktorji uravnavajo izražanje genov pri evkariontih. Uvajanje transkripcije urejajo transkripcijski faktorji. Te vrste transkripcijskih faktorjev se imenujejo aktivatorji. Vključijo gen. Razen aktiviranja transkripcije lahko transkripcijski faktorji zatreti tudi gensko ekspresijo. Geni se izklopijo z vezavo represorjev. Transkripcijski faktorji se vežejo na regulatorne elemente promotorske regije. Med aktivacijo gena se transkripcijski faktorji vežejo tudi na regije ojačevalcev, tako da tvorijo zanko, ki regrutira RNA polimerazo II, da sproži transkripcijo. Represorji blokirajo splošne transkripcijske faktorje za regulatorne elemente DNA.

Sklic:
1. Cooper, John A. "Transkripcijski faktor." Encyclopædia Britannica. Enciklopedija Britannica, inc., N.d. Splet. 22. maj 2017.