Mechanizmus transkripčného faktora účinku, typy, funkcie

A Prepis Je to regulačný „doplnkový“ proteín potrebný na genetickú transkripciu. Transkripcia je prvým krokom genetickej expresie a znamená prenos informácií obsiahnutých v DNA do molekuly RNA, ktorá sa následne spracuje tak, aby vedie k génovým produktom.

RNA polymeráza II je enzým zodpovedný za transkripciu väčšiny eukaryotických génov a produkuje, okrem niektorých malých RNA, Messenger RNA, ktoré sa potom prenesú do proteínov. Tento enzým vyžaduje prítomnosť typu transkripčných faktorov známych ako všeobecné alebo bazálne transkripčné faktory.

Typ transkripčného faktora „Leucín Uzatvára“ (Zdroj: I, spletete [CC By-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/)] Via Wikimedia Commons)

Toto však nie sú jediné transkripčné faktory, ktoré existujú v prírode, pretože existujú „nekonečné“ proteíny, a to v eukaryotoch, ako aj v prokaryotoch a oblúkoch, ktoré sa podieľajú na regulácii genetickej transkripcie špecifickej pre tkanivo (v mnohobunkových organizmoch ) alebo v regulácii génovej aktivity v reakcii na rôzne podnety.

Tieto transkripčné faktory sú efektormi veľmi dôležitý a možno ich nájsť prakticky vo všetkých živých organizmoch, pretože predstavujú hlavný zdroj regulácie genetickej expresie.

Podrobné štúdie rôznych transkripčných faktorov v rôznych typoch živých organizmov naznačujú, že majú modulárnu štruktúru, v ktorej je špecifická oblasť zodpovedná za interakciu s DNA, zatiaľ čo iné vyvolávajú stimulačné alebo inhibičné účinky.

Transkripčné faktory sa teda podieľajú na modelovaní genetických expresných vzorcov, ktoré nemajú nič spoločné so zmenami v sekvencii DNA, ale so epigenetickými zmenami. Veda, ktorá je zodpovedná za štúdium týchto zmien, je známa ako epigenetika.

[TOC]

Mechanizmus akcie

Aby mohli vykonávať svoje funkcie, musia byť transkripčné faktory schopné rozpoznať a spojiť sa konkrétne konkrétnou sekvenciou DNA, aby sa pozitívne alebo negatívne ovplyvnili transkripcia uvedenej oblasti DNA.

Všeobecné transkripčné faktory, ktoré sú v podstate rovnaké pre transkripciu všetkých génov typu II v eukaryotoch, sa najprv zostavujú v promótorovej oblasti génu, čím smerujú polohovanie polymerázového enzýmu a „otvorenie“ dvojitej vrtule.

Proces je daný niekoľkými po sebe nasledujúcimi krokmi:

- Spoje všeobecného transkripčného faktora Tfiid do sekvencie opakovanej Timiny (T) a adenínu (A) v géne známeho ako „Box Tata“; To spôsobuje skreslenie DNA, ktoré je potrebné na spojenie iných proteínov do oblasti promótora.

- Zadné zostavenie ďalších všeobecných faktorov (TFIIB, TFIIH, TFIH, TFIIE, TFIIF atď.) a RNA polymerázy II, ktorá tvorí to, čo sa nazýva Iniciačný komplex.

Môže vám slúžiť: chromatidy

- Oslobodenie iniciačného komplexu, fosforylácia polymerázy faktorom TFIIH a začiatok transkripcie a syntézy molekuly RNA zo sekvencie transkribovaného génu.

Aktivácia a represia transkripcie

Ako už bolo uvedené, „negenerálne“ transkripčné faktory môžu regulovať expresiu génov, či už pozitívne alebo negatívne.

Aktivácia

Niektoré z týchto proteínov obsahujú okrem štrukturálnych domén DNA spojenia aj ďalšie dôvody známe ako aktivačné domény, ktoré sú bohaté na zvyšky kyseliny kyseliny kyseliny, glutamín alebo prolín.

Tieto aktivačné domény interagujú s prvkami komplexu všeobecných transkripčných faktorov alebo s príbuznými koaktivujúcimi molekulami, ktoré priamo interagujú s komplexom. Táto interakcia vedie k stimulácii zostavenia transkriptívneho komplexu alebo pri zvyšovaní jeho aktivity.

Presadenie

Väčšina transkripčných faktorov inhibuje transkripciu pri interferencii s aktivitou transkripčných faktorov, ktoré pôsobia pozitívne, a blokujú jeho stimulačný účinok. Môžu pracovať blokovaním spojenia pozitívneho faktora DNA alebo pôsobením na faktory, ktoré inaktivujú štruktúru chromatínu.

Ostatné inhibičné faktory pôsobia priamo blokujúcim transkripciu bez blokovania pôsobenia akéhokoľvek aktivačného transkripčného faktora; a znížiť bazálnu úroveň transkripcie na ešte nižšiu úroveň, ako sa dosiahne v neprítomnosti aktivačných faktorov.

Podobne ako aktivácia proteínov, represívne faktory pôsobia priamo alebo nepriamo so bazálnymi alebo všeobecnými transkripčnými faktormi.

Chlapci

Aj keď väčšina transkripčných faktorov je klasifikovaná podľa charakteristík alebo identity ich domén Únie DNA, existujú niektoré, tiež klasifikované ako transkripčné faktory, ktoré neinteragujú priamo s DNA a sú známe ako transkripčné faktory „nepriame“.

Faktory priameho transkripcie

Sú to najbežnejšie transkripčné faktory. Majú domény DNA Únie a môžu aktivovať alebo inhibovať génovú expresiu prostredníctvom ich spojenia na špecifické DNA regióny. Líšia sa od seba, najmä pokiaľ ide o ich domény DNA a ich oligomerizačný stav.

Najštudované a najznámejšie rodiny tohto typu faktorov sú:

Helix-Gutero-Hélice (“Helixový helix”, Hth)

Bola to prvá rodina faktorov s doménami DNA, ktorá bola objavená, a je prítomná v mnohých eukaryotoch a prokaryotoch. Jeho dôvod na uznanie pozostáva z vrtule α, otočenia a druhej vrtule α.

Majú konzervované domény glycínu v oblasti obratu a tiež nejaký hydrofóbny odpad, ktorý pomáha stabilizovať usporiadanie dvoch vrtule v jednotke HTH.

Môže vám slúžiť: Genetický bazén

 Homeodominium

Je prítomný vo veľkom počte eukaryotických regulačných proteínov. Prvé sekvencie boli rozpoznané v regulačných proteínoch vývoja Drosophila. Táto doména obsahuje dôvod na pripojenie sa k DNA a ďalšej vrtule a okrem rozšíreného N-terminálneho ramena.

Zinkové prsty

Boli objavené v transkripčnom faktore tfiiia of Xenopus A ukázalo sa, že sa podieľajú na mnohých aspektoch eukaryotickej genetickej regulácie. Nachádzajú sa v proteínoch vyvolaných signálmi diferenciácie a rastu, v protoonkogénoch a v niektorých všeobecných transkripčných faktoroch.

Vyznačujú sa prítomnosťou opakovaní v dávke motívov zinku 30 odpadu, ktoré obsahujú niekoľko odpadu a histidínového odpadu.

Receptory

Táto rodina obsahuje významné regulačné proteíny, ktoré majú okrem domény pre zväzok hormónov aj doménu DNA únie a zvyčajne pôsobia ako transkripčné aktivátory.

Únie domény obsahujú 70 odpadov, z ktorých 8 sú zachované cysteínové zvyšky. Niektorí autori sa domnievajú, že tieto faktory by mohli tvoriť pár zinkových prstov, vzhľadom na prítomnosť dvoch štyroch hier -cystein.

Leucina a uzatváranie heličkových bugle-herice (“Helix-loop-helix “)

Tieto transkripčné faktory sa podieľajú na diferenciácii a vývoji a práci na tvorbe heterodiméru. Doména leucínu sa pozoruje v rôznych eukaryotoch a vyznačuje sa dvoma subdoménami: uzavretie leucínov, ktoré merajú dimerizáciu a základnú oblasť pre spojenie s DNA.

Dôvody β dôvody           

Nachádzajú sa hlavne v eukaryotických faktoroch a rozlišujú.

Nepriame transkripčné faktory

Tento typ transkripčných faktorov má svoje regulačné účinky na genetickú expresiu nie prostredníctvom priamej interakcie s DNA, ale prostredníctvom interakcií proteín-proteín s inými transkripčnými faktormi, ktoré interagujú s DNA. Preto sa nazývajú „nepriamy“.

Prvý, ktorý opísal transaktivátor vírusu “Herpes jednoduchý “ (HSV) známy ako VP16, ktorý sa viaže na faktor OCT-1, keď sú bunky infikované týmto vírusom, stimulujú transkripciu špecifického génu.

Faktory tohto typu, podobne ako faktory, ktoré sú viazané na DNA, môžu aktivovať alebo potláčať transkripciu génov, takže sa nazývajú „donukátory“ a „opravené“.

Regulácia

Tieto proteíny môžu byť regulované na dvoch hladinách: v ich syntéze a ich aktivite, ktorá závisí od rôznych premenných a viacerých situácií.

Regulácia syntézy

Regulácia jej syntézy môže súvisieť s expresným tkanivovým špecifickým z určitých transkripčných faktorov. Príkladom toho môže byť faktor myod, syntetizovaný iba v bunkách kostrových svalov a je potrebný na diferenciáciu jeho nediferencovaných fibroblastov.

Môže vám slúžiť: prepojené gény

Aj keď sa regulácia syntézy zásadne používa na kontrolu genetickej expresie v konkrétnych typoch buniek a tkanivách, nie je to jediný spôsob, pretože syntéza faktorov zapojených do indukcie génov zúčastňujúcich sa na odpovedi je tiež regulovaná na niekoľko podnetov.

Regulácia činnosti

Ďalším regulačným mechanizmom pre transkripčné faktory je regulácia jej aktivity, ktorá súvisí s aktiváciou iných predbežných transkripčných faktorov, ktoré majú pozitívne alebo negatívne účinky na aktivitu konkrétneho faktora.

Aktivácia týchto „sekundárnych“ faktorov sa zvyčajne vyskytuje prostredníctvom rôznych mechanizmov, ako je napríklad únia ligandu, zmeny v proteín-proteíne, fosforylačné interakcie,.

Funkcie a dôležitosť

Transkripčné faktory sa podieľajú na rôznych procesoch, ako je embryonálny vývoj, rast a diferenciácia, kontrola bunkového cyklu, adaptácia na kolísavé podmienky prostredia, udržiavanie špecifických vzorcov syntézy proteínov buniek a tkanív atď.

Napríklad v rastlinách majú dôležité funkcie v obrane a v reakčných udalostiach na rôzne typy stresu. Zistilo sa, že osteogenéza u zvierat je kontrolovaná transkripčnými faktormi, ako aj mnohými ďalšími diferenciačnými procesmi rôznych bunkových línií.

Vzhľadom na dôležitosť týchto proteínov v organizmoch nie je neobvyklé myslieť si, že zmeny v týchto regulačných prvkoch spôsobia vážne patologické zmeny.

V prípade ľudí môžu patológie spojené s transkripčnými faktormi vývojové poruchy (v dôsledku mutácií, ktoré spôsobujú inaktiváciu transkripčných faktorov), poruchy hormonálnej reakcie alebo rakoviny.

Odkazy

1. Alberts, b., Dennis, B., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, P. (2004). Základná bunková biológia. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Iwafuchi-doi, m., & Zaret, K. Siež. (2014). Priekopnícke transkripčné faktory pri preprogramovaní buniek. Gény a vývoj, 28, 2679-2692.
3. Latchman, D. (1997). Prepisové faktory: Prehľad. Int. J. Biochem. Bunka. Biol., 29(12), 1305-1312.
4. Latchman, D. Siež. (2007). Prepisové faktory. Encyklopédia životných vied, 1-5.
5. Marie, P. J. (2008). Transkripčné faktory kontrolujúce osteoblastogenézu. Archívy biochémie a biofyziky, 473, 98-105.
6. Pabo, c., & Sauer, R. Tón. (1992). Transkripčné faktory: štrukturálne rodiny a princípy rozpoznávania DNA. Anu. Otáčať sa., 61, 1053-1095.
7. Singh, K. B., Foley, R. C., & Oñate-Sánchez, L. (2002). Transkripčné faktory v obrane rastlín a reakcia stresu. Súčasný názor v biológii rastlín, 5, 430-436.