Promoteurs et facteurs de transcription

Les séquences d'ADN qui marquent le début de la transcription et les protéines qui les lisent pour activer ou désactiver les gènes et ajuster leur expression.

Definition

Un promoteur est la région d'ADN qui dirige le début de la transcription d'un gène ; les facteurs de transcription sont des protéines qui se lient aux séquences de promoteurs et d'amplificateurs pour recruter ou moduler l'ARN polymérase, contrôlant ainsi si et dans quelle mesure un gène est transcrit.

Scope

Ce sujet aborde les éléments d'ADN cis-régulateurs — les promoteurs centraux, les éléments proximaux et les amplificateurs distaux — ainsi que les protéines trans-régulatrices qui s'y lient : les facteurs généraux de transcription nécessaires au positionnement de la polymérase et les régulateurs spécifiques à la séquence qui activent ou répriment des gènes particuliers. Il examine comment ces éléments et facteurs se combinent pour déterminer quand et avec quelle intensité un gène est transcrit. La logique en aval des circuits régulateurs est développée dans le domaine de la régulation génique.

Core questions

• Quels éléments de séquence définissent un promoteur et où sont-ils situés ?
• Comment les facteurs généraux de transcription aident-ils à positionner la polymérase ?
• Comment les facteurs spécifiques à la séquence activent-ils ou répriment-ils des gènes particuliers ?
• Comment les amplificateurs distaux influencent-ils la transcription au niveau d'un promoteur ?

Key theories

Contrôle combinatoire par les facteurs de transcription

La transcription d'un gène est déterminée par la combinaison particulière d'activateurs et de répresseurs liés à son promoteur et à ses amplificateurs, de sorte qu'un répertoire limité de facteurs peut spécifier un grand nombre de profils d'expression distincts.

Éléments cis-régulateurs modulaires

Les promoteurs centraux positionnent la polymérase tandis que des éléments proximaux et distaux distincts, tels que les amplificateurs, lient les facteurs régulateurs et agissent à distance, rendant l'ADN régulateur modulaire et combinable.

Mechanisms

Les facteurs généraux de transcription s'assemblent au niveau du promoteur central pour recruter et positionner correctement l'ARN polymérase, formant ainsi l'appareil basal. Les facteurs de transcription spécifiques à la séquence se lient à leurs sites cibles sur les promoteurs et les amplificateurs via des domaines de liaison à l'ADN et utilisent des domaines d'activation ou de répression distincts pour recruter des coactivateurs, des corépresseurs et des complexes de modification de la chromatine. Les amplificateurs peuvent agir sur de longues distances en formant une boucle avec l'ADN interposé, de sorte que les facteurs liés entrent en contact avec l'appareil basal, intégrant de nombreuses informations en un seul niveau de transcription.

Clinical relevance

Les mutations dans les promoteurs, les amplificateurs et les facteurs de transcription sont à l'origine de troubles du développement et de cancers, et les facteurs de transcription sont des cibles thérapeutiques intensivement étudiées ; ceci est présenté comme une signification plutôt qu'une orientation clinique.

History

L'analyse des promoteurs bactériens et viraux dans les années 1970 et 1980 a permis de définir des séquences de promoteurs conservées, et le clonage des premiers facteurs de transcription eucaryotes spécifiques à la séquence a établi la vision combinatoire et modulaire du contrôle génique, désormais standard en biologie moléculaire.

Key figures

• Robert Tjian
• Mark Ptashne

Seminal works

• lodish2016
• alberts2014

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre un promoteur et un amplificateur ?

Un promoteur est l'ADN situé à côté du site de démarrage où la polymérase est positionnée ; un amplificateur est un élément régulateur, souvent éloigné, qui stimule la transcription grâce à des facteurs liés.

Tous les facteurs de transcription activent-ils les gènes ?

Non. Certains sont des activateurs qui augmentent la transcription, tandis que d'autres sont des répresseurs qui la réduisent ou la bloquent ; l'équilibre détermine l'expression d'un gène.