Promotori și factori de transcripție

Secvențele ADN care marchează locul unde începe transcripția și proteinele care le citesc pentru a activa sau dezactiva genele și a regla producția acestora.

Definition

Un promotor este regiunea ADN care direcționează începutul transcripției unei gene; factorii de transcripție sunt proteine care se leagă de secvențele promotorului și ale amplificatorului pentru a recruta sau modula ARN polimeraza, controlând astfel dacă și cât de mult este transcrisă o genă.

Scope

Acest subiect acoperă elementele ADN cu acțiune cis — promotorii centrali, elementele proximale și amplificatorii distali — și proteinele cu acțiune trans care se leagă de acestea: factorii generali de transcripție necesari pentru poziționarea polimerazei și regulatorii secvență-specifici care activează sau reprimă anumite gene. Se abordează modul în care aceste elemente și factori se combină pentru a determina când și cât de puternic este transcrisă o genă. Logica ulterioară a circuitelor reglatoare este dezvoltată în domeniul reglării genice.

Core questions

• Ce elemente secvențiale definesc un promotor și unde sunt localizate?
• Cum ajută factorii generali de transcripție la poziționarea polimerazei?
• Cum activează sau reprimă factorii secvență-specifici anumite gene?
• Cum influențează amplificatorii distali transcripția la nivelul unui promotor?

Key theories

Control combinatoriu de către factorii de transcripție

Transcrierea unei gene este stabilită de combinația particulară de activatori și represori legați la promotorul și amplificatorii săi, astfel încât un repertoriu limitat de factori poate specifica un număr mare de modele de expresie distincte.

Elemente cis-reglatoare modulare

Promotorii centrali poziționează polimeraza, în timp ce elemente proximale și distale separate, cum ar fi amplificatorii, leagă factori reglatori și acționează la distanță, făcând ADN-ul reglator modular și combinabil.

Mechanisms

Factorii generali de transcripție se asamblează la promotorul central pentru a recruta și poziționa corect ARN polimeraza, formând aparatul bazal. Factorii de transcripție secvență-specifici se leagă de situsurile lor țintă la promotori și amplificatori prin domenii de legare la ADN și utilizează domenii separate de activare sau represie pentru a recruta coactivatori, corepresori și complexe de modificare a cromatinei. Amplificatorii pot acționa pe distanțe lungi prin buclarea ADN-ului intermediar, astfel încât factorii legați să contacteze aparatul bazal, integrând multe intrări într-un singur nivel de transcripție.

Clinical relevance

Mutațiile în promotori, amplificatori și factori de transcripție cauzează tulburări de dezvoltare și cancere, iar factorii de transcripție sunt ținte terapeutice intens studiate; încadrat ca semnificație, mai degrabă decât ca ghid clinic.

History

Analiza promotorilor bacterieni și virali în anii 1970 și 1980 a definit secvențe promotoare conservate, iar clonarea primilor factori de transcripție eucariotici secvență-specifici a stabilit viziunea combinatorie, modulară a controlului genic, acum standard în biologia moleculară.

Key figures

• Robert Tjian
• Mark Ptashne

Seminal works

• lodish2016
• alberts2014

Frequently asked questions

Care este diferența dintre un promotor și un amplificator?

Un promotor este ADN-ul adiacent situsului de start unde este poziționată polimeraza; un amplificator este un element reglator, adesea îndepărtat, care amplifică transcripția prin factori legați.

Toți factorii de transcripție activează genele?

Nu. Unii sunt activatori care cresc transcripția, în timp ce alții sunt represori care o reduc sau o blochează; echilibrul determină producția unei gene.