Promoter dan Faktor Transkripsi

Jujukan DNA yang menandakan permulaan transkripsi dan protein yang membacanya untuk menghidupkan atau mematikan gen serta melaraskan keluarannya.

Definition

Promoter ialah kawasan DNA yang mengarahkan permulaan transkripsi sesuatu gen; faktor transkripsi ialah protein yang mengikat jujukan promoter dan penguat untuk merekrut atau memodulasi RNA polimerase, dengan itu mengawal sama ada dan sejauh mana sesuatu gen ditranskripsi.

Scope

Topik ini merangkumi unsur DNA bertindak cis — promoter teras, unsur proksimal, dan penguat distal — serta protein bertindak trans yang mengikatnya: faktor transkripsi am yang diperlukan untuk meletakkan polimerase dan pengawal selia spesifik jujukan yang mengaktifkan atau menekan gen tertentu. Ia membincangkan bagaimana unsur dan faktor ini bergabung untuk menentukan bila dan sejauh mana gen ditranskripsi. Logik hiliran litar pengawalseliaan dikembangkan dalam bidang pengawalseliaan gen.

Core questions

• Apakah unsur jujukan yang mentakrifkan promoter dan di manakah lokasinya?
• Bagaimanakah faktor transkripsi am membantu meletakkan polimerase?
• Bagaimanakah faktor spesifik jujukan mengaktifkan atau menekan gen tertentu?
• Bagaimanakah penguat jauh mempengaruhi transkripsi pada promoter?

Key theories

Kawalan kombinatorial oleh faktor transkripsi

Transkripsi gen ditentukan oleh gabungan pengaktif dan penekan tertentu yang terikat pada promoter dan penguatnya, jadi repertoir faktor yang terhad boleh menentukan sejumlah besar corak ekspresi yang berbeza.

Unsur cis-pengawal selia modular

Promoter teras meletakkan polimerase manakala unsur proksimal dan distal yang berasingan seperti penguat mengikat faktor pengawal selia dan bertindak dari jauh, menjadikan DNA pengawal selia modular dan boleh digabungkan.

Mechanisms

Faktor transkripsi am berkumpul di promoter teras untuk merekrut dan meletakkan RNA polimerase dengan betul, membentuk radas asas. Faktor transkripsi spesifik jujukan mengikat tapak sasarannya pada promoter dan penguat melalui domain pengikat DNA dan menggunakan domain pengaktifan atau penekanan yang berasingan untuk merekrut koaktivator, korepresor, dan kompleks pengubah suai kromatin. Penguat boleh bertindak pada jarak jauh dengan melingkarkan DNA perantaraan supaya faktor terikat menghubungi radas asas, mengintegrasikan banyak input ke dalam satu tahap transkripsi.

Clinical relevance

Mutasi dalam promoter, penguat, dan faktor transkripsi menyebabkan gangguan perkembangan dan kanser, dan faktor transkripsi adalah sasaran terapeutik yang dikaji secara intensif; dibingkaikan sebagai kepentingan dan bukannya panduan klinikal.

History

Analisis promoter bakteria dan virus pada tahun 1970-an dan 1980-an mentakrifkan jujukan promoter yang terpelihara, dan pengklonan faktor transkripsi eukariotik spesifik jujukan pertama menetapkan pandangan kombinatorial, modular kawalan gen yang kini menjadi standard dalam biologi molekul.

Key figures

• Robert Tjian
• Mark Ptashne

Seminal works

• lodish2016
• alberts2014

Frequently asked questions

Apakah perbezaan antara promoter dan penguat?

Promoter ialah DNA di sebelah tapak permulaan di mana polimerase diletakkan; penguat ialah unsur pengawal selia, selalunya jauh, yang meningkatkan transkripsi melalui faktor terikat.

Adakah semua faktor transkripsi menghidupkan gen?

Tidak. Sesetengahnya adalah pengaktif yang meningkatkan transkripsi, manakala yang lain adalah penekan yang mengurangkan atau menyekatnya; keseimbangan menentukan keluaran gen.