Promóterek és transzkripciós faktorok

Azok a DNS-szekvenciák, amelyek jelzik, hol kezdődik a transzkripció, és azok a fehérjék, amelyek ezeket leolvasva be- vagy kikapcsolják a géneket, és szabályozzák azok működését.

Definition

A promóter az a DNS-régió, amely irányítja egy gén transzkripciójának kezdetét; a transzkripciós faktorok olyan fehérjék, amelyek promóter- és enhanszerszekvenciákhoz kötődve toborozzák vagy modulálják az RNS-polimerázt, ezáltal szabályozva, hogy egy gén átíródik-e, és ha igen, milyen mértékben.

Scope

Ez a téma a cisz-hatású DNS-elemeket – a core promótereket, a proximális elemeket és a disztális enhanszereket –, valamint az ezekhez kötődő transz-hatású fehérjéket tárgyalja: a polimeráz elhelyezéséhez szükséges általános transzkripciós faktorokat és a szekvenciaspecifikus szabályozókat, amelyek aktiválnak vagy represszálnak bizonyos géneket. Foglalkozik azzal, hogy ezek az elemek és faktorok hogyan kombinálódva határozzák meg, mikor és milyen erősen íródik át egy gén. A szabályozó áramkörök logikájának részletesebb kifejtése a génszabályozás témakörében található.

Core questions

• Milyen szekvenciaelemek határozzák meg a promótert, és hol helyezkednek el?
• Hogyan segítik az általános transzkripciós faktorok a polimeráz elhelyezését?
• Hogyan aktiválnak vagy represszálnak bizonyos géneket a szekvenciaspecifikus faktorok?
• Hogyan befolyásolják a távoli enhanszerek a transzkripciót egy promóternél?

Key theories

Kombinatorikus szabályozás transzkripciós faktorok által

Egy gén transzkripcióját a promóteréhez és enhanszereihez kötődő aktivátorok és represszorok specifikus kombinációja határozza meg, így a faktorok korlátozott repertoárja nagyszámú különböző expressziós mintázatot képes meghatározni.

Moduláris cisz-szabályozó elemek

A core promóterek elhelyezik a polimerázt, míg a különálló proximális és disztális elemek, mint például az enhanszerek, szabályozó faktorokat kötnek meg és távolról hatnak, modulárissá és kombinálhatóvá téve a szabályozó DNS-t.

Mechanisms

Az általános transzkripciós faktorok a core promóternél gyülekeznek, hogy toborozzák és helyesen pozícionálják az RNS-polimerázt, létrehozva az alapapparátust. A szekvenciaspecifikus transzkripciós faktorok DNS-kötő doménjeiken keresztül kötődnek célhelyeikhez a promótereken és enhanszereken, és külön aktivációs vagy repressziós doméneket használnak koaktivátorok, korepresszorok és kromatin-módosító komplexek toborzására. Az enhanszerek nagy távolságokon keresztül is hatnak azáltal, hogy az intervening DNS-t hurkolják, így a kötött faktorok érintkezésbe kerülnek az alapapparátussal, számos bemeneti jelet integrálva egyetlen transzkripciós szintbe.

Clinical relevance

A promóterekben, enhanszerekben és transzkripciós faktorokban bekövetkező mutációk fejlődési rendellenességeket és rákos megbetegedéseket okoznak, és a transzkripciós faktorok intenzíven vizsgált terápiás célpontok; a jelentőség, nem pedig a klinikai útmutatás szempontjából megfogalmazva.

History

A bakteriális és vírusos promóterek elemzése az 1970-es és 1980-as években meghatározta a konzervált promóterszekvenciákat, és az első szekvenciaspecifikus eukarióta transzkripciós faktorok klónozása megalapozta a génszabályozás kombinatorikus, moduláris nézetét, amely ma már standard a molekuláris biológiában.

Key figures

• Robert Tjian
• Mark Ptashne

Seminal works

• lodish2016
• alberts2014

Frequently asked questions

Mi a különbség a promóter és az enhanszer között?

A promóter a starthely melletti DNS, ahol a polimeráz elhelyezkedik; az enhanszer egy szabályozó elem, gyakran távol eső, amely a kötött faktorokon keresztül fokozza a transzkripciót.

Minden transzkripciós faktor bekapcsolja a géneket?

Nem. Vannak aktivátorok, amelyek növelik a transzkripciót, míg mások represszorok, amelyek csökkentik vagy blokkolják azt; az egyensúly határozza meg a gén működését.