प्रतिलेखन कारक और ट्रांस-एक्टिंग विनियमन

प्रतिलेखन कारक ऐसे प्रोटीन होते हैं जो विशिष्ट डीएनए अनुक्रमों से बंधते हैं और प्रतिलेखन की दर को नियंत्रित करते हैं, ट्रांस-एक्टिंग के रूप में कार्य करते हैं क्योंकि वे विसरणीय उत्पाद होते हैं जो अपने बंधन स्थल को धारण करने वाले किसी भी लक्ष्य जीन को विनियमित कर सकते हैं। वे जीन अभिव्यक्ति के प्रमुख निर्णय-निर्माता होते हैं, जो कोशिकीय संकेतों को जीन कार्यक्रमों के सक्रियण या दमन में एकीकृत करते हैं।

Definition

प्रतिलेखन कारक ऐसे प्रोटीन होते हैं जो विशिष्ट डीएनए अनुक्रमों से बंधते हैं और इस प्रकार डीएनए से आरएनए में आनुवंशिक जानकारी के हस्तांतरण (प्रतिलेखन) को नियंत्रित करते हैं, जो ट्रांस-एक्टिंग नियामकों के रूप में कार्य करते हैं जो अपने लक्ष्य जीनों को सक्रिय या दमन करते हैं।

Scope

यह विषय अनुक्रम-विशिष्ट डीएनए-बाइंडिंग प्रतिलेखन कारकों, उनके डीएनए-बाइंडिंग और सक्रियण/दमन डोमेन, वे संरचनात्मक परिवारों में कैसे व्यवस्थित होते हैं, और वे बेसल मशीनरी और सहकारकों को कैसे भर्ती या अवरुद्ध करते हैं, को शामिल करता है। यह इन ट्रांस-एक्टिंग प्रोटीनों को उन सिस-एक्टिंग डीएनए तत्वों से अलग करता है जिन्हें वे पढ़ते हैं, और बेसल मशीनरी के सामान्य कारकों से भी। यह संदर्भ-शैक्षणिक उपचार है।

Core questions

• प्रतिलेखन कारक अपने विशिष्ट डीएनए लक्ष्य अनुक्रमों को कैसे पहचानते हैं?
• एक बंधा हुआ कारक अपने लक्ष्य जीन के प्रतिलेखन को कैसे बढ़ाता या घटाता है?
• प्रतिलेखन कारक परिवारों में कैसे व्यवस्थित होते हैं, और एक जीनोम कितने को एन्कोड करता है?

Key concepts

• अनुक्रम-विशिष्ट डीएनए-बाइंडिंग डोमेन
• सक्रियण और दमन डोमेन
• डीएनए-बाइंडिंग संरचनात्मक परिवार (जैसे जिंक फिंगर, होमियोडोमेन, बेसिक हेलिक्स-लूप-हेलिक्स, ल्यूसीन जिपर)
• सक्रियक और दमनकारी
• सह-सक्रियक और सह-दमनकारी
• संयोजनात्मक नियंत्रण
• बंधन स्थलों का ChIP-seq मानचित्रण

Key theories

ऑपेरॉन मॉडल और नियामक प्रोटीन

जैकब और मोनोड ने प्रस्तावित किया कि विसरणीय नियामक प्रोटीन जीन प्रतिलेखन को चालू या बंद करने के लिए विशिष्ट ऑपरेटर अनुक्रमों पर कार्य करते हैं, जिससे ट्रांस-एक्टिंग विनियमन की अवधारणा पेश की गई जो प्रतिलेखन-कारक जीव विज्ञान को रेखांकित करती है।

Mechanisms

एक प्रतिलेखन कारक एक छोटे विशिष्ट अनुक्रम को पहचानने के लिए एक डीएनए-बाइंडिंग डोमेन और प्रतिलेखन पर कार्य करने के लिए एक अलग प्रभावक डोमेन का उपयोग करता है। सक्रियक सह-सक्रियकों और बेसल मशीनरी को भर्ती करते हैं और क्रोमेटिन को खोलने में मदद कर सकते हैं, जबकि दमनकारी भर्ती को अवरुद्ध करते हैं, सह-दमनकारियों को भर्ती करते हैं या क्रोमेटिन को संघनित करते हैं। क्योंकि कई कारक अतिव्यापी स्थलों से बंधते हैं और एक साथ कार्य करते हैं, जीन अभिव्यक्ति को उपस्थित कारकों के विशेष सेट द्वारा संयोजनात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है। क्रोमेटिन इम्यूनोप्रेसीपिटेशन अनुक्रमण द्वारा प्राप्त जीनोम-व्यापी बंधन मानचित्रों ने यह सूचीबद्ध किया है कि कारक कहाँ बंधते हैं, और डीएनए-बाइंडिंग प्रोटीन के क्यूरेशन ने प्रतिलेखन कारकों और उनके परिवारों के मानव पूरक को परिभाषित किया है।

Clinical relevance

प्रतिलेखन कारक विकास और समस्थिति के लिए केंद्रीय होते हैं, और उनका गलत विनियमन या उत्परिवर्तन कैंसर और विकासात्मक विकारों में योगदान देता है; वे एक व्यापक रूप से अध्ययन किए गए, हालांकि ऐतिहासिक रूप से कठिन, दवा लक्ष्यों का वर्ग हैं। यह प्रविष्टि संदर्भ स्तर पर उनकी जीव विज्ञान का वर्णन करती है और व्यक्तिगत उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

History

विशिष्ट डीएनए स्थलों पर कार्य करने वाले विसरणीय नियामक प्रोटीनों का विचार 1961 के ऑपेरॉन मॉडल से उत्पन्न हुआ। बाद के संरचनात्मक कार्य ने प्रमुख डीएनए-बाइंडिंग परिवारों को परिभाषित किया, और जीनोमिक युग में व्यवस्थित जनगणनाओं (Vaquerizas et al., 2009; Lambert et al., 2018) ने मानव प्रतिलेखन-कारक भंडार को सूचीबद्ध किया, जबकि ChIP-आधारित विधियों ने उनके बंधन को जीनोम-व्यापी रूप से मैप किया।

Key figures

• François Jacob
• Jacques Monod
• Sarah A. Teichmann
• Timothy R. Hughes
• Richard A. Young

Seminal works

• jacob-monod-1961
• lambert-2018
• vaquerizas-2009

Frequently asked questions

प्रतिलेखन कारकों को ट्रांस-एक्टिंग क्यों कहा जाता है?

वे जीनोम में कहीं और एन्कोड किए गए विसरणीय प्रोटीन होते हैं जो अपने बंधन अनुक्रम को धारण करने वाले किसी भी लक्ष्य जीन पर कार्य कर सकते हैं, इसके विपरीत सिस-एक्टिंग डीएनए तत्वों के, जो केवल एक ही अणु पर जीनों को विनियमित करते हैं।

प्रतिलेखन कारक एक बड़े जीनोम में अपने विशिष्ट स्थलों को कैसे ढूंढते हैं?

प्रत्येक कारक में एक डीएनए-बाइंडिंग डोमेन होता है जो एक छोटे अनुक्रम रूपांकन को पहचानता है, और साथी कारकों के साथ संयोजनात्मक बंधन और क्रोमेटिन में डीएनए की पहुंच द्वारा विशिष्टता को तेज किया जाता है।