Promoteri un transkripcijas faktori

DNS sekvences, kas iezīmē transkripcijas sākumu, un proteīni, kas tās nolasa, lai ieslēgtu vai izslēgtu gēnus un regulētu to darbību.

Definition

Promoters ir DNS reģions, kas vada gēna transkripcijas sākumu; transkripcijas faktori ir proteīni, kas saistās ar promotera un enhansera sekvencēm, lai piesaistītu vai modulētu RNS polimerāzi, tādējādi kontrolējot, vai un cik daudz gēns tiek transkribēts.

Scope

Šī tēma aptver cis-darbības DNS elementus — kodola promotorus, proksimālos elementus un distālos enhanserus — un trans-darbības proteīnus, kas tiem saistās: vispārējos transkripcijas faktorus, kas nepieciešami polimerāzes pozicionēšanai, un sekvences-specifiskos regulatorus, kas aktivizē vai nomāc konkrētus gēnus. Tā aplūko, kā šie elementi un faktori apvienojas, lai noteiktu, kad un cik spēcīgi gēns tiek transkribēts. Regulējošo ķēžu pakārtotā loģika ir izstrādāta gēnu regulācijas jomā.

Core questions

• Kādi sekvences elementi definē promotoru un kur tie atrodas?
• Kā vispārējie transkripcijas faktori palīdz pozicionēt polimerāzi?
• Kā sekvences-specifiskie faktori aktivizē vai nomāc konkrētus gēnus?
• Kā attālie enhanseri ietekmē transkripciju promotorā?

Key theories

Kombinatoriskā kontrole ar transkripcijas faktoriem

Gēna transkripciju nosaka konkrētā aktivatoru un represoru kombinācija, kas saistīta ar tā promotoru un enhanseriem, tāpēc ierobežots faktoru repertuārs var noteikt lielu skaitu atšķirīgu ekspresijas modeļu.

Modulāri cis-regulējošie elementi

Kodola promoteri pozicionē polimerāzi, savukārt atsevišķi proksimālie un distālie elementi, piemēram, enhanseri, saista regulējošos faktorus un darbojas attālināti, padarot regulējošo DNS modulāru un kombinējamu.

Mechanisms

Vispārējie transkripcijas faktori pulcējas pie kodola promotera, lai piesaistītu un pareizi pozicionētu RNS polimerāzi, veidojot bazālo aparātu. Sekvences-specifiskie transkripcijas faktori saistās ar saviem mērķa punktiem promotoros un enhanseriem, izmantojot DNS saistīšanās domēnus, un izmanto atsevišķus aktivācijas vai represijas domēnus, lai piesaistītu koaktivatorus, korepresorus un hromatīna modificējošos kompleksus. Enhanseri var darboties lielos attālumos, veidojot cilpas starp DNS, lai saistītie faktori saskartos ar bazālo aparātu, integrējot daudzus ievades signālus vienā transkripcijas līmenī.

Clinical relevance

Mutācijas promotoros, enhanseriem un transkripcijas faktoros izraisa attīstības traucējumus un vēzi, un transkripcijas faktori tiek intensīvi pētīti kā terapeitiskie mērķi; formulēts kā nozīmīgums, nevis klīniskās vadlīnijas.

History

Baktēriju un vīrusu promotoru analīze 20. gadsimta 70. un 80. gados definēja konservētās promotera sekvences, un pirmo sekvences-specifisko eikariotu transkripcijas faktoru klonēšana izveidoja kombinatorisko, modulāro gēnu kontroles skatījumu, kas tagad ir standarts molekulārajā bioloģijā.

Key figures

• Robert Tjian
• Mark Ptashne

Seminal works

• lodish2016
• alberts2014

Frequently asked questions

Kāda ir atšķirība starp promotoru un enhanseru?

Promoters ir DNS blakus sākuma vietai, kur tiek pozicionēta polimerāze; enhansers ir regulējošs elements, bieži vien tālu promotorā, kas pastiprina transkripciju, izmantojot saistītos faktorus.

Vai visi transkripcijas faktori ieslēdz gēnus?

Nē. Daži ir aktivatori, kas palielina transkripciju, savukārt citi ir represori, kas to samazina vai bloķē; līdzsvars nosaka gēna darbības rezultātu.