프로모터와 전사 인자

전사가 시작되는 위치를 표시하는 DNA 서열과 유전자를 켜거나 끄고 그 발현량을 조절하기 위해 이 서열을 읽는 단백질.

Definition

프로모터는 유전자의 전사 시작을 지시하는 DNA 영역이며, 전사 인자는 프로모터 및 인핸서 서열에 결합하여 RNA 폴리머라아제를 모집하거나 조절함으로써 유전자가 전사되는지 여부와 전사량을 제어하는 단백질입니다.

Scope

이 주제는 시스 작용 DNA 요소(핵심 프로모터, 근위 요소, 원위 인핸서)와 여기에 결합하는 트랜스 작용 단백질(폴리머라아제를 배치하는 데 필요한 일반 전사 인자 및 특정 유전자를 활성화하거나 억제하는 서열 특이적 조절자)을 다룹니다. 이러한 요소와 인자들이 어떻게 결합하여 유전자가 언제, 얼마나 강하게 전사되는지를 결정하는지 설명합니다. 조절 회로의 하위 논리는 유전자 조절 영역에서 다루어집니다.

Core questions

• 어떤 서열 요소가 프로모터를 정의하며 어디에 위치합니까?
• 일반 전사 인자는 폴리머라아제 배치에 어떻게 도움을 줍니까?
• 서열 특이적 인자는 특정 유전자를 어떻게 활성화하거나 억제합니까?
• 멀리 떨어진 인핸서는 프로모터의 전사에 어떻게 영향을 미칩니까?

Key theories

전사 인자에 의한 조합적 제어

유전자의 전사는 프로모터와 인핸서에 결합된 활성자 및 억제자의 특정 조합에 의해 설정되므로, 제한된 수의 인자만으로도 많은 수의 상이한 발현 패턴을 지정할 수 있습니다.

모듈식 시스 조절 요소

핵심 프로모터는 폴리머라아제를 배치하는 반면, 인핸서와 같은 별도의 근위 및 원위 요소는 조절 인자에 결합하여 원거리에서 작용함으로써 조절 DNA를 모듈식으로 조합 가능하게 만듭니다.

Mechanisms

일반 전사 인자는 핵심 프로모터에 모여 RNA 폴리머라아제를 모집하고 올바르게 배치하여 기본 장치를 형성합니다. 서열 특이적 전사 인자는 DNA 결합 도메인을 통해 프로모터 및 인핸서의 표적 부위에 결합하고, 별도의 활성화 또는 억제 도메인을 사용하여 보조 활성자, 보조 억제자 및 크로마틴 변형 복합체를 모집합니다. 인핸서는 개재하는 DNA를 루프화하여 결합된 인자가 기본 장치와 접촉하도록 함으로써 장거리에서 작용할 수 있으며, 여러 입력을 단일 수준의 전사로 통합합니다.

Clinical relevance

프로모터, 인핸서 및 전사 인자의 돌연변이는 발달 장애 및 암을 유발하며, 전사 인자는 집중적으로 연구되는 치료 표적입니다. 이는 임상 지침보다는 중요성으로 설명됩니다.

History

1970년대와 1980년대에 박테리아 및 바이러스 프로모터에 대한 분석을 통해 보존된 프로모터 서열이 정의되었고, 최초의 서열 특이적 진핵생물 전사 인자 클로닝을 통해 현재 분자 생물학의 표준이 된 유전자 제어의 조합적, 모듈식 관점이 확립되었습니다.

Key figures

• Robert Tjian
• Mark Ptashne

Seminal works

• lodish2016
• alberts2014

Frequently asked questions

프로모터와 인핸서의 차이점은 무엇입니까?

프로모터는 폴리머라아제가 위치하는 시작 부위 옆의 DNA이며, 인핸서는 종종 멀리 떨어져 있지만 결합된 인자를 통해 전사를 촉진하는 조절 요소입니다.

모든 전사 인자가 유전자를 활성화합니까?

아닙니다. 일부는 전사를 증가시키는 활성자이고, 다른 일부는 전사를 감소시키거나 차단하는 억제자입니다. 이들의 균형이 유전자의 발현량을 결정합니다.