Promoottorit ja transkriptiotekijät

DNA-sekvenssit, jotka merkitsevät transkription alkamiskohdan, ja proteiinit, jotka lukevat niitä kytkeäkseen geenejä päälle tai pois päältä ja säätääkseen niiden tuotantoa.

Definition

Promoottori on DNA-alue, joka ohjaa geenin transkription alkamista; transkriptiotekijät ovat proteiineja, jotka sitoutuvat promoottori- ja tehostajasekvensseihin rekrytoidakseen tai moduloidakseen RNA-polymeraasia, kontrolloiden siten, transkriboituuko geeni ja kuinka paljon.

Scope

Tämä aihe kattaa cis-vaikuttavat DNA-elementit – ydinpromoottorit, proksimaaliset elementit ja distaaliset tehostajat – sekä niihin sitoutuvat trans-vaikuttavat proteiinit: yleiset transkriptiotekijät, joita tarvitaan polymeraasin paikantamiseen, ja sekvenssispesifiset säätelijät, jotka aktivoivat tai vaimentavat tiettyjä geenejä. Se käsittelee, miten nämä elementit ja tekijät yhdessä määräävät, milloin ja kuinka voimakkaasti geeni transkriboidaan. Säätelypiirien jatkokehittynyt logiikka kehitetään geenisäätelyn alueella.

Core questions

• Mitkä sekvenssielementit määrittelevät promoottorin ja missä ne sijaitsevat?
• Miten yleiset transkriptiotekijät auttavat polymeraasin paikantamisessa?
• Miten sekvenssispesifiset tekijät aktivoivat tai vaimentavat tiettyjä geenejä?
• Miten etäiset tehostajat vaikuttavat transkriptioon promoottorissa?

Key theories

Transkriptiotekijöiden kombinaattorinen säätely

Geenin transkriptio määräytyy sen promoottoriin ja tehostajiin sitoutuneiden aktivaattorien ja repressoreiden tietyn yhdistelmän perusteella, joten rajallinen määrä tekijöitä voi määrittää suuren määrän erilaisia ilmentymismalleja.

Modulaariset cis-säätelyelementit

Ydinpromoottorit paikantavat polymeraasin, kun taas erilliset proksimaaliset ja distaaliset elementit, kuten tehostajat, sitovat säätelytekijöitä ja vaikuttavat etäältä, tehden säätely-DNA:sta modulaarisen ja yhdisteltävän.

Mechanisms

Yleiset transkriptiotekijät kokoontuvat ydinpromoottoriin rekrytoidakseen ja paikantaakseen RNA-polymeraasin oikein, muodostaen basaaliapparaatin. Sekvenssispesifiset transkriptiotekijät sitoutuvat kohdesivustoihinsa promoottoreissa ja tehostajissa DNA:han sitoutuvien domeenien kautta ja käyttävät erillisiä aktivaatio- tai repressiodomeeneja rekrytoidakseen koaktivaattoreita, korepressoreita ja kromatiinia muokkaavia komplekseja. Tehostajat voivat vaikuttaa pitkien etäisyyksien yli silmukoimalla välissä olevaa DNA:ta niin, että sitoutuneet tekijät ovat kosketuksissa basaaliapparaatin kanssa, integroiden monia syötteitä yhdeksi transkriptiotasoksi.

Clinical relevance

Mutaatiot promoottoreissa, tehostajissa ja transkriptiotekijöissä aiheuttavat kehityshäiriöitä ja syöpiä, ja transkriptiotekijät ovat intensiivisesti tutkittuja terapeuttisia kohteita; muotoiltu merkityksenä pikemminkin kuin kliinisenä ohjeena.

History

Bakteeri- ja viruspromoottorien analyysi 1970- ja 1980-luvuilla määritteli konservoituneet promoottorisekvenssit, ja ensimmäisten sekvenssispesifisten eukaryoottisten transkriptiotekijöiden kloonaus vakiinnutti geenisäätelyn kombinaattorisen, modulaarisen näkemyksen, joka on nykyään standardi molekyylibiologiassa.

Key figures

• Robert Tjian
• Mark Ptashne

Seminal works

• lodish2016
• alberts2014

Frequently asked questions

Mitä eroa on promoottorilla ja tehostajalla?

Promoottori on DNA:ta aloituspaikan vieressä, johon polymeraasi on sijoitettu; tehostaja on säätelyelementti, usein kaukana, joka tehostaa transkriptiota sitoutuneiden tekijöiden kautta.

Kytkevätkö kaikki transkriptiotekijät geenit päälle?

Ei. Jotkut ovat aktivaattoreita, jotka lisäävät transkriptiota, kun taas toiset ovat repressoreita, jotka vähentävät tai estävät sitä; tasapaino määrää geenin tuotoksen.