In alle organismes (met die uitsondering van sommige virusse) vind die implementering van genetiese materiaal plaas volgens die DNA-RNA-proteïenstelsel. In die eerste stadium word inligting van een nukleïensuur na 'n ander oorgeskryf (getranskribeer). Die proteïene wat hierdie proses reguleer, word transkripsiefaktore genoem.
Wat is transkripsie
Transkripsie is die biosintese van 'n RNA-molekule gebaseer op 'n DNA-sjabloon. Dit is moontlik as gevolg van die komplementariteit van sekere stikstofbasisse waaruit nukleïensure bestaan. Sintese word uitgevoer deur gespesialiseerde ensieme - RNA-polimerases en word deur baie regulatoriese proteïene beheer.
Die hele genoom word nie gelyktydig getranskribeer nie, maar slegs 'n sekere deel daarvan, wat transkripsie genoem word. Laasgenoemde sluit 'n promotor in (die plek van aanhegting van RNA-polimerase) en 'n terminator ('n volgorde wat die voltooiing van die sintese aktiveer).
Prokariotiese transkripsie is 'n operon wat uit verskeie strukturele gene (sistrone) bestaan. Op grond daarvan word polisistroniese RNA gesintetiseer,wat inligting bevat oor die aminosuurvolgorde van 'n groep funksioneel verwante proteïene. Eukariotiese transkripsie bevat net een geen.
Die biologiese rol van die transkripsieproses is die vorming van templaat-RNA-volgordes, op grond waarvan proteïensintese (translasie) in ribosome uitgevoer word.
RNA-sintese in prokariote en eukariote
Die RNA-sinteseskema is dieselfde vir alle organismes en sluit 3 stadiums in:
- Inisiasie - hegting van die polimerase aan die promotor, aktivering van die proses.
- Verlenging - verlenging van die nukleotiedketting in die rigting van 3' tot 5' einde met die sluiting van fosfodiesterbindings tussen stikstofbasisse, wat komplementêr tot DNA-monomere geselekteer word.
- Beëindiging is die voltooiing van die sinteseproses.
In prokariote word alle tipes RNA getranskribeer deur een RNA-polimerase, bestaande uit vyf protomere (β, β', ω en twee α subeenhede), wat saam 'n kern-ensiem vorm wat in staat is om die ketting van ribonukleotiede te vergroot. Daar is ook 'n bykomende eenheid σ, waarsonder die hegting van die polimerase aan die promotor onmoontlik is. Die kompleks van die kern en die sigma-faktor word 'n holoënsiem genoem.
Ondanks die feit dat die σ-subeenheid nie altyd met die kern geassosieer word nie, word dit as deel van die RNA-polimerase beskou. In die gedissosieerde toestand is sigma nie in staat om aan die promotor te bind nie, slegs as deel van die holoënsiem. Na voltooiing van inisiasie skei hierdie protomer van die kern en word deur 'n verlengingsfaktor vervang.
Kenmerkprokariote is 'n kombinasie van translasie- en transkripsieprosesse. Ribosome sluit dadelik aan by die RNA wat begin gesintetiseer word en bou 'n aminosuurketting. Transkripsie stop as gevolg van die vorming van 'n haarnaaldstruktuur in die terminatorgebied. Op hierdie stadium breek die DNA-polimerase-RNA-kompleks af.
In eukariotiese selle word transkripsie deur drie ensieme uitgevoer:
- RNA-polimerase l – sintetiseer 28S en 18S-ribosomale RNA.
- RNA-polimerase ll – transkribeer gene wat proteïene en klein kern-RNA's kodeer.
- RNA-polimerase lll - verantwoordelik vir die sintese van tRNA en 5S-rRNA (klein subeenheid van ribosome).
Geen van hierdie ensieme is in staat om transkripsie te begin sonder die deelname van spesifieke proteïene wat interaksie met die promotor verskaf nie. Die essensie van die proses is dieselfde as in prokariote, maar elke stadium is baie meer ingewikkeld met die deelname van 'n groter aantal funksionele en regulatoriese elemente, insluitend chromatien-modifiserende elemente. By die aanvangstadium alleen is ongeveer honderd proteïene betrokke, insluitend 'n aantal transkripsiefaktore, terwyl in bakterieë een sigma-subeenheid genoeg is om aan die promotor te bind en soms is die hulp van 'n aktiveerder nodig.
Die belangrikste bydrae van die biologiese rol van transkripsie in die biosintese van verskeie tipes proteïene bepaal die behoefte aan 'n streng stelsel vir die beheer van geenlesing.
Transkripsieregulasie
In geen sel word die genetiese materiaal volledig gerealiseer nie: slegs 'n deel van die gene word getranskribeer, terwyl die res onaktief is. Dit is moontlik danksy die kompleksregulatoriese meganismes wat bepaal uit watter DNA-segmente en in watter hoeveelheid RNA-volgordes gesintetiseer sal word.
By eensellige organismes het die differensiële aktiwiteit van gene 'n aanpasbare waarde, terwyl dit by meersellige organismes ook die prosesse van embriogenese en ontogenese bepaal, wanneer verskillende tipes weefsel op grond van een genoom gevorm word.
Geenuitdrukking word op verskeie vlakke beheer. Die belangrikste stap is die regulering van transkripsie. Die biologiese betekenis van hierdie meganisme is om die vereiste hoeveelheid verskeie proteïene wat deur 'n sel of organisme benodig word op 'n spesifieke oomblik van bestaan te handhaaf.
Daar is 'n aanpassing van biosintese op ander vlakke, soos verwerking, translasie en vervoer van RNA vanaf die kern na die sitoplasma (laasgenoemde is afwesig in prokariote). Wanneer dit positief gereguleer word, is hierdie sisteme verantwoordelik vir die produksie van 'n proteïen gebaseer op die geaktiveerde geen, wat die biologiese betekenis van transkripsie is. Die ketting kan egter in enige stadium opgeskort word. Sommige regulatoriese kenmerke in eukariote (alternatiewe promotors, splitsing, modifikasie van poliadenellasie-terreine) lei tot die verskyning van verskillende variante van proteïenmolekules gebaseer op dieselfde DNS-volgorde.
Aangesien die vorming van RNA die eerste stap is in die dekodering van genetiese inligting op pad na proteïenbiosintese, is die biologiese rol van die transkripsieproses in die wysiging van die selfenotipe baie belangriker as die regulering van verwerking of translasie.
Bepaling van die aktiwiteit van spesifieke gene soos inin beide prokariote en eukariote vind dit plaas op die stadium van inisiasie met behulp van spesifieke skakelaars, wat regulatoriese streke van DNA en transkripsiefaktore (TF's) insluit. Die werking van sulke skakelaars is nie outonoom nie, maar is onder die streng beheer van ander sellulêre stelsels. Daar is ook meganismes van nie-spesifieke regulering van RNA-sintese, wat die normale verloop van inisiasie, verlenging en beëindiging verseker.
Die konsep van transkripsiefaktore
Anders as die regulatoriese elemente van die genoom, is transkripsiefaktore chemies proteïene. Deur aan spesifieke streke van DNS te bind, kan hulle die transkripsieproses aktiveer, inhibeer, versnel of vertraag.
Afhangende van die effek wat geproduseer word, kan die transkripsiefaktore van prokariote en eukariote in twee groepe verdeel word: aktiveerders (initieer of verhoog die intensiteit van RNA-sintese) en onderdrukkers (onderdruk of inhibeer die proses). Tans is meer as 2000 TF's in verskeie organismes gevind.
Transkripsieregulering in prokariote
In prokariote vind die beheer van RNA-sintese hoofsaaklik by die aanvangstadium plaas as gevolg van die interaksie van TF met 'n spesifieke streek van die transkripsie - 'n operateur wat langs die promotor geleë is (wat soms daarmee sny) en, in werklikheid is dit 'n landingsplek vir die regulatoriese proteïen (aktiveerder of onderdrukker). Bakterieë word gekenmerk deur 'n ander manier van differensiële beheer van gene - die sintese van alternatiewe σ-subeenhede bedoel vir verskillende groepe promotors.
Gedeeltelik operoonuitdrukkingkan gereguleer word in die stadiums van verlenging en beëindiging, maar nie as gevolg van DNA-bindende TF's nie, maar as gevolg van proteïene wat met RNA-polimerase interaksie het. Dit sluit Gre-proteïene en die anti-terminatorfaktore Nus en RfaH in.
Die verlenging en beëindiging van transkripsie in prokariote word op 'n sekere manier deur die parallelle proteïensintese beïnvloed. By eukariote is beide hierdie prosesse self en die transkripsie- en vertaalfaktore ruimtelik geskei, wat beteken dat hulle nie funksioneel verwant is nie.
Aktiveerders en onderdrukkers
Prokariote het twee meganismes van transkripsieregulering tydens die aanvangstadium:
- positief - uitgevoer deur aktiveerderproteïene;
- negatief - beheer deur onderdrukkers.
Wanneer die faktor positief gereguleer word, aktiveer die aanhegting van die faktor aan die operateur die geen, en wanneer dit negatief is, inteendeel, skakel dit dit af. Die vermoë van 'n regulerende proteïen om aan DNA te bind hang af van die aanhegting van 'n ligand. Die rol van laasgenoemde word gewoonlik gespeel deur lae molekulêre gewig sellulêre metaboliete, wat in hierdie geval as koaktiveerders en medepressors dien.
Die werkingsmeganisme van die onderdrukker is gebaseer op die oorvleueling van promotor- en operateurstreke. In operone met hierdie struktuur sluit die aanhegting van 'n proteïenfaktor aan DNA 'n deel van die landingsplek vir RNA-polimerase, wat laasgenoemde verhoed om transkripsie te inisieer.
Aktiveerders werk op swak, lae funksionaliteit promotors wat swak herken word deur RNA polimerases of moeilik is om te smelt (aparte heliks stringeDNA benodig om transkripsie te begin). Deur by die operateur aan te sluit, tree die proteïenfaktor in wisselwerking met die polimerase, wat die waarskynlikheid van inisiasie aansienlik verhoog. Aktiveerders kan die intensiteit van transkripsie met 1000 keer verhoog.
Sommige prokariotiese TF's kan optree as beide aktiveerders en onderdrukkers, afhangende van die ligging van die operateur in verhouding tot die promotor: as hierdie streke oorvleuel, inhibeer die faktor transkripsie, anders word dit snellers.
| Ligand-funksie met betrekking tot die faktor | Ligand-staat | Negatiewe regulasie | Positiewe regulering |
| Verskaf skeiding van DNA | Sluit aan | Verwydering van die onderdrukkerproteïen, aktivering van die geen | Verwydering van aktiveerderproteïen, geen-afsluiting |
| Voeg faktor by DNA | Delete | Verwydering van onderdrukker, transkripsie-insluiting | Verwyder aktiveerder, skakel transkripsie af |
Negatiewe regulering kan oorweeg word op die voorbeeld van die triptofaanoperon van die bakterie E. coli, wat gekenmerk word deur die ligging van die operateur binne die promotorvolgorde. Die onderdrukkerproteïen word geaktiveer deur die aanhegting van twee triptofaanmolekules, wat die hoek van die DNS-bindende domein verander sodat dit die hoofgroef van die dubbelheliks kan binnegaan. By 'n lae konsentrasie triptofaan verloor die onderdrukker sy ligand en word weer onaktief. Met ander woorde, die frekwensie van transkripsie-inisiasieomgekeerd eweredig aan die hoeveelheid metaboliet.
Sommige bakteriese operone (byvoorbeeld laktose) kombineer positiewe en negatiewe reguleringsmeganismes. So 'n stelsel is nodig wanneer een sein nie genoeg is vir rasionele beheer van uitdrukking nie. Die laktose-operon kodeer dus ensieme wat in die sel vervoer en dan laktose afbreek, 'n alternatiewe energiebron wat minder winsgewend is as glukose. Daarom, slegs by 'n lae konsentrasie van laasgenoemde, bind die CAP-proteïen aan DNA en begin transkripsie. Dit word egter slegs aanbeveel in die teenwoordigheid van laktose, die afwesigheid daarvan lei tot die aktivering van die Lac-onderdrukker, wat die toegang van die polimerase tot die promotor blokkeer, selfs in die teenwoordigheid van 'n funksionele vorm van die aktivatorproteïen.
As gevolg van die operonstruktuur in bakterieë, word verskeie gene beheer deur een regulatoriese streek en 1-2 TF's, terwyl 'n enkele geen in eukariote 'n groot aantal regulatoriese elemente het, wat elk van baie ander afhanklik is. faktore. Hierdie kompleksiteit stem ooreen met die hoë vlak van organisasie van eukariote, en veral veelsellige organismes.
Regulering van mRNA-sintese in eukariote
Die beheer van eukariotiese geenuitdrukking word bepaal deur die gekombineerde werking van twee elemente: proteïentranskripsiefeite (TF) en regulatoriese DNS-volgordes wat langs die promotor geleë kan wees, baie hoër as dit, in introne of na die geen (wat beteken die koderende streek, en nie 'n geen in sy volle betekenis nie).
Sommige areas dien as skakelaars, ander het nie interaksie niedirek met TF, maar gee die DNA-molekule die buigsaamheid wat nodig is vir die vorming van 'n lusagtige struktuur wat die proses van transkripsionele aktivering vergesel. Sulke streke word spasieerders genoem. Alle regulatoriese volgordes saam met die promotor maak die geenbeheerstreek uit.
Dit is die moeite werd om daarop te let dat die werking van die transkripsiefaktore self slegs deel is van 'n komplekse multi-vlak regulering van genetiese uitdrukking, waarin 'n groot aantal elemente optel tot die resulterende vektor, wat bepaal of RNA sal uiteindelik gesintetiseer word vanaf 'n spesifieke streek van die genoom.
'n Bykomende faktor in die beheer van transkripsie in die kernsel is 'n verandering in die struktuur van chromatien. Hier is beide totale regulering (verskaf deur die verspreiding van heterochromatien- en euchromatienstreke) en plaaslike regulering wat met 'n spesifieke geen geassosieer word, teenwoordig. Vir polimerase om te werk, moet alle vlakke van DNS-verdigting, insluitend die nukleosoom, uitgeskakel word.
Die diversiteit van transkripsiefaktore in eukariote word geassosieer met 'n groot aantal reguleerders, wat versterkers, knaldempers (versterkers en knaldempers), sowel as adapterelemente en isolators insluit. Hierdie terreine kan beide naby en op 'n aansienlike afstand van die geen geleë wees (tot 50 duisend bp).
Versterkers, knaldempers en adapterelemente
Versterkers is kort opeenvolgende DNA wat in staat is om transkripsie te aktiveer wanneer dit met 'n regulatoriese proteïen in wisselwerking tree. Benadering van die versterker tot die promotorgebied van die geenword uitgevoer as gevolg van die vorming van 'n lusagtige struktuur van DNA. Binding van 'n aktiveerder aan 'n versterker stimuleer óf die samestelling van die inisiasiekompleks óf help die polimerase om voort te gaan tot verlenging.
Die versterker het 'n komplekse struktuur en bestaan uit verskeie module-werwe, wat elkeen sy eie regulatoriese proteïen het.
Silencers is DNA-streke wat die moontlikheid van transkripsie onderdruk of heeltemal uitsluit. Die werkingsmeganisme van so 'n skakelaar is nog onbekend. Een van die veronderstelde metodes is die besetting van groot streke van DNA deur spesiale proteïene van die SIR-groep, wat toegang tot inisiasiefaktore blokkeer. In hierdie geval is alle gene wat binne 'n paar duisend basispare van die knaldemper geleë is afgeskakel.
Adapter-elemente in kombinasie met TF's wat daaraan bind, vorm 'n aparte klas genetiese skakelaars wat selektief reageer op steroïedhormone, sikliese AMP en glukokortikoïede. Hierdie regulatoriese blok is verantwoordelik vir die sel se reaksie op hitteskok, blootstelling aan metale en sekere chemiese verbindings.
Onder die DNS-beheerstreke word 'n ander soort elemente onderskei - isoleerders. Dit is spesifieke volgordes wat verhoed dat transkripsiefaktore verafre gene beïnvloed. Die werkingsmeganisme van isolators is nog nie toegelig nie.
Eukariotiese transkripsiefaktore
As transkripsiefaktore in bakterieë slegs 'n regulerende funksie het, dan is daar in kernselle 'n hele groep TF's wat agtergrondinisiasie verskaf, maar terselfdertyd direk afhanklik is van binding aanDNA-regulerende proteïene. Die aantal en verskeidenheid van laasgenoemde in eukariote is enorm. Dus, in die menslike liggaam is die proporsie reekse wat proteïentranskripsiefaktore kodeer ongeveer 10% van die genoom.
Tot op datum word eukariotiese TF's nie goed verstaan nie, so ook die werkingsmeganismes van genetiese skakelaars, waarvan die struktuur baie meer ingewikkeld is as die modelle van positiewe en negatiewe regulering in bakterieë. Anders as laasgenoemde, word die aktiwiteit van kernseltranskripsiefaktore nie deur een of twee beïnvloed nie, maar deur dosyne en selfs honderde seine wat mekaar wedersyds kan versterk, verswak of uitsluit.
Aan die een kant vereis aktivering van 'n spesifieke geen 'n hele groep transkripsiefaktore, maar aan die ander kant kan een regulatoriese proteïen genoeg wees om die uitdrukking van verskeie gene deur die kaskademeganisme te aktiveer. Hierdie hele stelsel is 'n komplekse rekenaar wat seine van verskillende bronne (beide ekstern en intern) verwerk en hul effekte by die finale resultaat voeg met 'n plus- of minusteken.
Regulatoriese transkripsiefaktore in eukariote (aktiveerders en onderdrukkers) is nie in wisselwerking met die operateur, soos in bakterieë nie, maar met beheerterreine wat oor DNA versprei is en beïnvloed inisiëring deur middel van tussengangers, wat mediatorproteïene kan wees, faktore van die inisiasiekompleks en ensieme wat die struktuur van chromatien verander.
Met die uitsondering van sommige TF's wat by die voor-inisiasiekompleks ingesluit is, het alle transkripsiefaktore 'n DNS-bindende domein wat onderskeihulle van talle ander proteïene wat die normale deurgang van transkripsie verseker of as tussengangers in die regulering daarvan optree.
Onlangse studies het getoon dat eukariotiese TF's nie net die inisiasie kan beïnvloed nie, maar ook die verlenging van transkripsie.
Verskeidenheid en klassifikasie
In eukariote is daar 2 groepe proteïentranskripsiefaktore: basaal (anders genoem algemeen of hoof) en regulerend. Eersgenoemde is verantwoordelik vir die erkenning van promotors en die skepping van die pre-inisiasie kompleks. Benodig om transkripsie te begin. Hierdie groep sluit 'n paar dosyn proteïene in wat altyd in die sel teenwoordig is en nie die differensiële uitdrukking van gene beïnvloed nie.
Die kompleks van basale transkripsiefaktore is 'n instrument soortgelyk in funksie as die sigma-subeenheid in bakterieë, net meer kompleks en geskik vir alle soorte promotors.
Faktore van 'n ander tipe beïnvloed transkripsie deur interaksie met regulatoriese DNS-volgordes. Aangesien hierdie ensieme geen-spesifiek is, is daar 'n groot aantal van hulle. Deur aan streke van spesifieke gene te bind, beheer hulle die afskeiding van sekere proteïene.
Klassifikasie van transkripsiefaktore in eukariote is gebaseer op drie beginsels:
- meganisme van aksie;
- funksionele toestande;
- struktuur van die DNA-bindende domein.
Volgens die eerste kenmerk is daar 2 klasse faktore: basaal (interaksie met die promotor) en binding aan stroomopstreke (regulerende streke wat stroomop van die geen geleë is). Die tipeklassifikasie stem in wese ooreen met die funksionele verdeling van TF in algemeen en spesifiek. Stroomop faktore word in 2 groepe verdeel, afhangende van die behoefte aan bykomende aktivering.
Volgens die kenmerke van funksionering word konstitutiewe TF's onderskei (altyd teenwoordig in enige sel) en induseerbaar (nie kenmerkend van alle seltipes nie en mag sekere aktiveringsmeganismes vereis). Faktore van die tweede groep word op hul beurt verdeel in selspesifiek (neem deel aan ontogenie, word gekenmerk deur streng uitdrukkingsbeheer, maar vereis nie aktivering nie) en seinafhanklik. Laasgenoemde word gedifferensieer volgens die tipe en werkingswyse van die aktiveersein.
Die strukturele klassifikasie van proteïentranskripsiefaktore is baie uitgebreid en sluit 6 superklasse in, wat baie klasse en families insluit.
Bedryfsbeginsel
Die funksionering van basale faktore is 'n kaskade-samestelling van verskeie subeenhede met die vorming van 'n inisiasiekompleks en aktivering van transkripsie. Trouens, hierdie proses is die laaste stap in die werking van die aktiveerderproteïen.
Spesifieke faktore kan transkripsie in twee stappe reguleer:
- samestelling van die inisiasiekompleks;
- oorgang na produktiewe verlenging.
In die eerste geval word die werk van spesifieke TF's verminder tot die primêre herrangskikking van chromatien, sowel as die werwing, oriëntasie en modifikasie van die mediator, polimerase en basale faktore op die promotor, wat lei tot die aktivering van transkripsie. Die hoofelement van seinoordrag is die bemiddelaar - 'n kompleks van 24 subeenhede wat in optreeas 'n tussenganger tussen die regulatoriese proteïen en RNA-polimerase. Die volgorde van interaksies is individueel vir elke geen en sy ooreenstemmende faktor.
Regulering van verlenging word uitgevoer as gevolg van die interaksie van die faktor met die P-Tef-b-proteïen, wat RNA-polimerase help om die pouse geassosieer met die promotor te oorkom.
Funksionele strukture van TF
Transkripsiefaktore het 'n modulêre struktuur en voer hul werk deur drie funksionele domeine uit:
- DNA-binding (DBD) - benodig vir herkenning en interaksie met die regulatoriese gebied van die geen.
- Transaktivering (TAD) – laat interaksie met ander regulatoriese proteïene toe, insluitend transkripsiefaktore.
- Signaalherkenning (SSD) - vereis vir die persepsie en oordrag van regulatoriese seine.
Op sy beurt het die DNS-bindende domein baie tipes. Die hoofmotiewe in sy struktuur sluit in:
- "sinkvingers";
- homeodomein;
- "β"-lae;
- lusse;
- "leusine weerlig";
- spiraal-lus-spiraal;
- spiraal-draai-spiraal.
Danksy hierdie domein "lees" die transkripsiefaktor die DNA-nukleotiedvolgorde in die vorm van 'n patroon op die oppervlak van die dubbelheliks. As gevolg hiervan is spesifieke herkenning van sekere regulatoriese elemente moontlik.
Die interaksie van motiewe met die DNA-heliks is gebaseer op die presiese ooreenstemming tussen die oppervlaktes van hierdiemolekules.
Regulering en sintese van TF
Daar is verskeie maniere om die invloed van transkripsiefaktore op transkripsie te reguleer. Dit sluit in:
- aktivering - 'n verandering in die funksionaliteit van die faktor in verhouding tot DNA as gevolg van fosforilering, ligand-aanhegting of interaksie met ander regulatoriese proteïene (insluitend TF);
- translokasie - vervoer van 'n faktor vanaf die sitoplasma na die kern;
- beskikbaarheid van die bindingsplek - hang af van die graad van chromatienkondensasie (in die toestand van heterochromatien is DNA nie vir TF beskikbaar nie);
- 'n kompleks van meganismes wat ook kenmerkend is van ander proteïene (regulering van alle prosesse van transkripsie tot post-translasionele modifikasie en intrasellulêre lokalisering).
Die laaste metode bepaal die kwantitatiewe en kwalitatiewe samestelling van transkripsiefaktore in elke sel. Sommige TF's is in staat om hul sintese volgens die klassieke terugvoertipe te reguleer, wanneer sy eie produk 'n inhibeerder van die reaksie word. In hierdie geval stop 'n sekere konsentrasie van die faktor die transkripsie van die geen wat dit kodeer.
Algemene transkripsiefaktore
Hierdie faktore is nodig om die transkripsie van enige gene te begin en word in die nomenklatuur as TFl, TFll en TFlll aangewys, afhangende van die tipe RNA-polimerase waarmee hulle interaksie het. Elke faktor bestaan uit verskeie subeenhede.
Basal TF's voer drie hooffunksies uit:
- korrekte ligging van RNA-polimerase op die promotor;
- afwikkeling van DNS-kettings in die streek van die begin van transkripsie;
- bevryding van polimerase vanpromotor op die oomblik van oorgang na verlenging;
Sekere subeenhede van basale transkripsiefaktore bind aan promotor-regulerende elemente. Die belangrikste is die TATA-boks (nie kenmerkend van alle gene nie), geleë op 'n afstand van "-35" nukleotiede vanaf die beginpunt. Ander bindingsplekke sluit die INR-, BRE- en DPE-volgorde in. Sommige TF's kontak nie DNS direk nie.
Die groep belangrikste transkripsiefaktore van RNA-polimerase ll sluit TFllD, TFllB, TFllF, TFllE en TFllH in. Die Latynse letter aan die einde van die benaming dui die volgorde van opsporing van hierdie proteïene aan. Dus was die faktor TFlllA, wat aan die lll RNA-polimerase behoort, die eerste wat geïsoleer is.
| Naam | Aantal proteïensubeenhede | Funksie |
| TFllD | 16 (TBP +15 TAF'e) | TBP bind aan die TATA-boks en TAF's herken ander promotorreekse |
| TFllB | 1 | Herken BRE-element, oriënteer polimerase akkuraat by aanvangsplek |
| TFllF | 3 | Stabiliseer polimerase-interaksie met TBP en TFllB, fasiliteer aanhegting van TFllE en TFllH |
| TFllE | 2 | Koppel en verstel TFllH |
| TFllH | 10 | skei DNS-kettings by die beginpunt, bevry die RNA-sintetiseerende ensiem van die promotor en hooftranskripsiefaktore (biochemie)proses is gebaseer op fosforilering van die Cer5-C-terminale domein van RNA-polimerase) |
Samestelling van basale TF vind slegs met die hulp van 'n aktiveerder, 'n bemiddelaar en chromatien-modifiserende proteïene plaas.
Spesifieke TF
Deur die beheer van genetiese uitdrukking reguleer hierdie transkripsiefaktore die biosintetiese prosesse van beide individuele selle en die hele organisme, van embriogenese tot fyn fenotipiese aanpassing tot veranderende omgewingstoestande. Die invloedsfeer van die TF sluit 3 hoofblokke in:
- ontwikkeling (embrio- en ontogenie);
- selsiklus;
- reaksie op eksterne seine.
'n Spesiale groep transkripsiefaktore reguleer die morfologiese differensiasie van die embrio. Hierdie proteïenstel word geënkodeer deur 'n spesiale 180 bp konsensusvolgorde wat die homeobox genoem word.
Om te bepaal watter geen getranskribeer moet word, moet die regulatoriese proteïen 'n spesifieke DNS-plek "vind" en daaraan bind wat as 'n genetiese skakelaar (versterker, knaldemper, ens.) optree. Elke sodanige volgorde stem ooreen met een of meer verwante transkripsiefaktore wat die verlangde plek herken as gevolg van die toeval van die chemiese konformasies van 'n bepaalde buitenste segment van die heliks en die DNS-bindende domein (sleutel-slot-beginsel). Vir herkenning word 'n streek van die primêre struktuur van DNA wat die hoofgroef genoem word, gebruik.
Na binding aan DNA-aksieaktivatorproteïen veroorsaak 'n reeks opeenvolgende stappe wat lei tot die samestelling van die preinitiatorkompleks. Die algemene skema van hierdie proses is soos volg:
- Aktivatorbinding aan chromatien in die promotorstreek, werwing van ATP-afhanklike herrangskikkingskomplekse.
- Chromatien-herrangskikking, aktivering van histoon-modifiserende proteïene.
- Kovalente modifikasie van histone, aantrekking van ander aktivatorproteïene.
- Bind bykomende aktiverende proteïene aan die regulerende gebied van die geen.
- Betrokkenheid van 'n bemiddelaar en algemene TF.
- Samestelling van die voor-inisiasie kompleks op die promotor.
- Invloed van ander aktivatorproteïene, herrangskikking van subeenhede van die voor-inisiasiekompleks.
- Begin transkripsie.
Die volgorde van hierdie gebeure kan van geen tot geen verskil.
Met so 'n groot aantal aktiveringsmeganismes kom daar 'n ewe wye reeks onderdrukkingsmetodes ooreen. Dit wil sê, deur een van die stadiums op pad na inisiasie te inhibeer, kan die regulatoriese proteïen die doeltreffendheid daarvan verminder of dit heeltemal blokkeer. Meestal aktiveer die onderdrukker verskeie meganismes gelyktydig, wat die afwesigheid van transkripsie waarborg.
Gekoördineerde beheer van gene
Ondanks die feit dat elke transkripsie sy eie regulatoriese stelsel het, het eukariote 'n meganisme wat dit moontlik maak om, soos bakterieë, groepe gene te begin of te stop wat daarop gemik is om 'n spesifieke taak uit te voer. Dit word bereik deur 'n transkripsiebepalende faktor wat die kombinasies voltooiander regulatoriese elemente wat nodig is vir maksimum aktivering of onderdrukking van die geen.
In transkripsies onderworpe aan sulke regulering, lei die interaksie van verskillende komponente tot dieselfde proteïen, wat as die resulterende vektor optree. Daarom beïnvloed die aktivering van so 'n faktor verskeie gene gelyktydig. Die stelsel werk op die beginsel van 'n kaskade.
Die skema van gekoördineerde beheer kan oorweeg word op die voorbeeld van ontogenetiese differensiasie van skeletspierselle, waarvan die voorlopers mioblaste is.
Transkripsie van gene wat kodeer vir die sintese van proteïene kenmerkend van 'n volwasse spiersel, word veroorsaak deur enige van vier miogene faktore: MyoD, Myf5, MyoG en Mrf4. Hierdie proteïene aktiveer die sintese van hulself en mekaar, en sluit ook die gene vir die bykomende transkripsiefaktor Mef2 en strukturele spierproteïene in. Mef2 is betrokke by die regulering van verdere differensiasie van mioblaste, terwyl die konsentrasie van miogene proteïene terselfdertyd deur 'n positiewe terugvoermeganisme gehandhaaf word.
