Promoteri i transkripcioni faktori

DNK sekvence koje označavaju početak transkripcije i proteini koji ih očitavaju da bi uključili ili isključili gene i podesili njihov izlaz.

Definition

Promoter je DNK region koji usmerava početak transkripcije gena; transkripcioni faktori su proteini koji se vezuju za promoterske i enhanserske sekvence kako bi regrutovali ili modulisali RNK polimerazu, čime kontrolišu da li će i koliko gen biti transkribovan.

Scope

Ova tema obuhvata cis-delujuće DNK elemente — osnovne promotere, proksimalne elemente i distalne enhansere — kao i trans-delujuće proteine koji se vezuju za njih: opšte transkripcione faktore neophodne za pozicioniranje polimeraze i sekvencno-specifične regulatore koji aktiviraju ili represiraju određene gene. Razmatra se kako se ovi elementi i faktori kombinuju da bi odredili kada i koliko snažno će gen biti transkribovan. Nizvodna logika regulatornih kola razvijena je u oblasti regulacije gena.

Core questions

• Koji sekvencni elementi definišu promoter i gde se nalaze?
• Kako opšti transkripcioni faktori pomažu u pozicioniranju polimeraze?
• Kako sekvencno-specifični faktori aktiviraju ili represiraju određene gene?
• Kako udaljeni enhanseri utiču na transkripciju na promoteru?

Key theories

Kombinatorna kontrola transkripcionim faktorima

Transkripcija gena je određena specifičnom kombinacijom aktivatora i represora vezanih za njegov promoter i enhansere, tako da ograničen repertoar faktora može da specifikuje veliki broj različitih obrazaca ekspresije.

Modularni cis-regulatorni elementi

Osnovni promoteri pozicioniraju polimerazu, dok se odvojeni proksimalni i distalni elementi, kao što su enhanseri, vezuju za regulatorne faktore i deluju na daljinu, čineći regulatornu DNK modularnom i kombinabilnom.

Mechanisms

Opšti transkripcioni faktori se okupljaju na osnovnom promoteru kako bi regrutovali i pravilno pozicionirali RNK polimerazu, formirajući bazalni aparat. Sekvencno-specifični transkripcioni faktori vezuju se za svoja ciljna mesta na promoterima i enhanserima putem domena za vezivanje DNK i koriste odvojene domene za aktivaciju ili represiju kako bi regrutovali koaktivatore, korepresore i komplekse za modifikaciju hromatina. Enhanseri mogu delovati na velikim udaljenostima petljanjem intermedijarne DNK tako da vezani faktori kontaktiraju bazalni aparat, integrišući mnoge ulaze u jedan nivo transkripcije.

Clinical relevance

Mutacije u promoterima, enhanserima i transkripcionim faktorima uzrokuju razvojne poremećaje i karcinome, a transkripcioni faktori su intenzivno proučavani terapijski ciljevi; formulisano kao značaj, a ne kao kliničko uputstvo.

History

Analiza bakterijskih i virusnih promotera 1970-ih i 1980-ih definisala je konzervirane promoterske sekvence, a kloniranje prvih sekvencno-specifičnih eukariotskih transkripcionih faktora uspostavilo je kombinatorni, modularni pogled na kontrolu gena koji je sada standard u molekularnoj biologiji.

Key figures

• Robert Tjian
• Mark Ptashne

Seminal works

• lodish2016
• alberts2014

Frequently asked questions

Koja je razlika između promotera i enhansera?

Promoter je DNK pored početnog mesta gde je polimeraza pozicionirana; enhanser je regulatorni element, često udaljen, koji pojačava transkripciju putem vezanih faktora.

Da li svi transkripcioni faktori uključuju gene?

Ne. Neki su aktivatori koji povećavaju transkripciju, dok su drugi represori koji je smanjuju ili blokiraju; ravnoteža određuje izlaz gena.