真核转录调控

真核细胞如何通过调控因子、增强子、共激活因子和信号传导的组合来设定每个基因的转录——这是差异基因表达的基础。

Definition

真核转录调控是指通过序列特异性转录因子和共调控因子（它们作用于启动子和增强子并连接到基础转录装置）的组合，来调节基因被RNA聚合酶转录的量。

Scope

本主题涵盖真核生物的转录调控：序列特异性激活因子和阻遏因子、远距离作用的增强子和沉默子、共激活因子和共阻遏因子复合物、介导体（Mediator）与基础转录机制的连接，以及信号通路在启动子处的整合。它强调了产生细胞类型特异性表达的组合逻辑；染色质水平的调控将在相关主题中讨论。

Core questions

• 远距离增强子如何与基因的启动子进行沟通？
• 因子组合如何指定细胞类型特异性表达？
• 共激活因子、共阻遏因子和介导体扮演什么角色？
• 信号通路如何响应环境变化转录？

Key theories

组合调控

基因的转录由存在的特定激活因子和阻遏因子组合决定，因此少量因子通过不同组合即可指定多细胞生物的许多不同表达程序。

增强子-启动子通讯

结合了激活因子的增强子通过DNA环化，将共激活因子和介导体复合物招募到启动子，从而在远距离发挥作用，提高转录，而无需紧邻起始位点。

Mechanisms

序列特异性转录因子通过DNA结合域结合增强子和启动子近端元件，并通过单独的效应域招募共激活因子或共阻遏因子。共激活因子包括染色质修饰复合物和介导体复合物，后者通常通过DNA环化将结合在增强子上的因子与RNA聚合酶和核心启动子处的通用转录因子连接起来。信号通路修饰转录因子或触发它们进入细胞核，从而将细胞外信号转化为转录变化，而阻遏因子和沉默子则平衡激活作用。

Clinical relevance

异常的转录因子活性和增强子突变是许多癌症和发育障碍的驱动因素，转录共调控因子是活跃的药物靶点；此处提供其重要性，而非临床指导。

History

20世纪后期真核转录因子的克隆和增强子的发现确立了组合调控的概念，而共激活因子和介导体复合物的鉴定则揭示了远距离调控因子如何到达聚合酶，从而塑造了现代真核转录的观点。

Key figures

• Robert Tjian
• Roger Kornberg
• Mark Ptashne

Seminal works

• alberts2014
• lodish2016

Frequently asked questions

增强子如何从远处控制基因？

DNA会形成环状结构，使得结合在增强子上的因子与启动子及其机制接触，从而将调控信号跨越中间距离传递过去。

为什么真核生物的调控被称为组合式调控？

因为基因的输出取决于存在的激活因子和阻遏因子的特定组合，这使得有限的因子集合能够产生许多不同的表达模式。