Faktor transkripsi Mekanisme aksi, jenis, fungsi

A Faktor transkripsi Ini adalah protein "aksesori" regulasi yang diperlukan untuk transkripsi genetik. Transkripsi adalah langkah pertama dari ekspresi genetik dan menyiratkan transfer informasi yang terkandung dalam DNA ke molekul RNA, yang kemudian diproses untuk menimbulkan produk gen.

RNA polimerase II adalah enzim yang bertanggung jawab atas transkripsi sebagian besar gen eukariotik dan menghasilkan, di samping beberapa RNA kecil, RNA messenger yang kemudian akan diterjemahkan ke dalam protein. Enzim ini membutuhkan keberadaan jenis faktor transkripsi yang dikenal sebagai faktor transkripsi umum atau basal.

Jenis faktor transkripsi "penutupan leusin" (sumber: i, spletete [cc by-sa 3.0 (http: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0/)] Via Wikimedia Commons)

Namun, ini bukan satu-satunya faktor transkrip yang ada di alam, karena ada protein "non-general", baik dalam eukariota maupun dalam prokariota dan lengkungan, yang terlibat dalam regulasi transkripsi genetik spesifik jaringan (dalam organisme multiseluler ) atau dalam regulasi aktivitas gen sebagai respons terhadap berbagai rangsangan.

Faktor -faktor transkripsi ini adalah efektor yang sangat penting, dan dapat ditemukan secara virtual di semua organisme hidup, karena mereka mewakili sumber utama regulasi ekspresi genetik.

Studi terperinci tentang berbagai faktor transkripsi dalam berbagai jenis organisme hidup menunjukkan bahwa mereka memiliki struktur modular, di mana suatu wilayah tertentu bertanggung jawab untuk interaksi dengan DNA, sementara yang lain menghasilkan efek stimulasi atau penghambatan.

Faktor transkripsi, kemudian, berpartisipasi dalam pemodelan pola ekspresi genetik yang tidak ada hubungannya dengan perubahan dalam urutan DNA, tetapi dengan perubahan epigenetik. Ilmu yang bertanggung jawab untuk studi perubahan ini dikenal sebagai epigenetik.

[TOC]

Mekanisme aksi

Untuk menjalankan fungsinya, faktor transkripsi harus dapat mengenali dan bergabung secara khusus urutan DNA tertentu untuk secara positif atau negatif mempengaruhi transkripsi wilayah DNA tersebut.

Faktor transkripsi umum, yang pada dasarnya sama untuk transkripsi semua gen tipe II dalam eukariota, pertama kali dikumpulkan di daerah promotor gen, sehingga mengarahkan penentuan posisi enzim polimerase dan "pembukaan" baling -baling ganda.

Proses ini diberikan oleh beberapa langkah berturut -turut:

- Persatuan faktor transkripsi umum TFIID ke urutan timina berulang (t) dan adenin (a) dalam gen yang dikenal sebagai “kotak Tata”; Ini menyebabkan distorsi DNA yang diperlukan untuk penyatuan protein lain ke wilayah promotor.

- Perakitan posterior faktor umum lainnya (TFIIB, TFIIH, TFIH, TFIIE, TFIIF, dll.) dan RNA polimerase II, membentuk apa yang disebut Kompleks inisiasi transkripsi.

Dapat melayani Anda: kromatid

- Pembebasan kompleks inisiasi, fosforilasi polimerase oleh faktor TFIIH dan awal transkripsi dan sintesis molekul RNA dari urutan gen yang ditranskripsi.

Aktivasi dan penindasan transkripsi

Seperti yang disebutkan, faktor transkripsi "non -umum" dapat mengatur ekspresi gen, baik secara positif maupun negatif.

Pengaktifan

Beberapa protein ini mengandung, selain domain struktural serikat DNA, alasan lain yang dikenal sebagai domain aktivasi, yang kaya akan residu asam asam, residu glutamin atau prolin.

Domain aktivasi ini berinteraksi dengan unsur -unsur kompleks faktor transkripsi umum atau dengan molekul koaktivasi terkait yang secara langsung berinteraksi dengan kompleks. Interaksi ini menghasilkan stimulasi perakitan kompleks transkriptif atau dalam peningkatan aktivitasnya.

Represi

Sebagian besar faktor transkripsi menghambat transkripsi saat mengganggu aktivitas faktor transkripsi yang bertindak positif, menghalangi efek merangsangnya. Mereka dapat bekerja dengan memblokir penyatuan faktor positif pada DNA atau bertindak pada faktor -faktor yang menonaktifkan struktur kromatin.

Faktor penghambatan lain bertindak secara langsung memblokir transkripsi, tanpa memblokir aksi faktor transkripsi yang mengaktifkan; dan mengurangi tingkat transkripsi basal, ke tingkat yang bahkan lebih rendah dari yang dicapai tanpa adanya faktor pengaktif.

Seperti mengaktifkan protein, faktor penindasan bertindak secara langsung atau tidak langsung dengan faktor transkripsi basal atau umum.

Teman-teman

Meskipun sebagian besar faktor transkripsi diklasifikasikan sesuai dengan karakteristik atau identitas domain DNA Union mereka, ada beberapa, juga diklasifikasikan sebagai faktor transkripsi, yang tidak berinteraksi langsung dengan DNA dan dikenal sebagai faktor transkripsi "tidak langsung".

Faktor transkripsi langsung

Mereka adalah faktor transkripsi yang paling umum. Mereka memiliki domain DNA Union dan dapat mengaktifkan atau menghambat ekspresi gen dengan menggunakan serikat mereka ke daerah DNA spesifik. Mereka berbeda satu sama lain terutama sehubungan dengan domain DNA Union mereka dan negara oligomerisasi mereka.

Keluarga yang paling banyak dipelajari dan diakui dari jenis faktor ini adalah:

Helix-gutero-hélice ("Helix-turn-helix”, HTH)

Ini adalah keluarga pertama faktor -faktor dengan domain DNA Union yang ditemukan, dan hadir di banyak eukariota dan prokariota. Alasannya untuk pengakuan terdiri dari baling -baling α, belokan dan baling -baling kedua α.

Mereka telah melestarikan domain glisin di wilayah belokan dan juga beberapa limbah hidrofobik yang membantu menstabilkan pengaturan kedua baling -baling di unit HTH.

Dapat melayani Anda: kumpulan genetik

 Homeodominium

Ini hadir dalam sejumlah besar protein pengatur eukariotik. Urutan pertama diakui dalam protein pengatur perkembangan Drosophila. Domain ini berisi alasan HTH untuk bergabung dengan DNA dan baling-baling α tambahan, di samping lengan N-terminal yang diperluas.

Jari -jari seng

Ditemukan dalam faktor transkripsi tfiiia Xenopus Dan telah ditunjukkan bahwa mereka berpartisipasi dalam banyak aspek regulasi genetik eukariotik. Mereka ditemukan dalam protein yang diinduksi oleh sinyal diferensiasi dan pertumbuhan, pada protooncogenes dan dalam beberapa faktor transkripsi umum.

Mereka ditandai dengan adanya pengulangan dalam batch motif seng dari 30 limbah yang mengandung beberapa limbah dan limbah histidin.

Reseptor steroid

Keluarga ini mencakup protein pengatur yang signifikan yang, selain memiliki domain untuk persatuan hormon, memiliki domain serikat DNA dan biasanya bertindak sebagai aktivator transkripsional.

Domain Union mengandung 70 limbah, di antaranya 8 residu sistein dipertahankan. Beberapa penulis menganggap bahwa faktor -faktor ini dapat membentuk sepasang jari seng, mengingat keberadaan dua game empat -systein.

LEUCINA DAN HELIC-BUCLE-HERICE CLOSURE ("Helix-loop-helix ")

Faktor -faktor transkripsi ini terlibat dalam diferensiasi dan pengembangan dan pekerjaan untuk pembentukan heterodimer. Domain penutupan leucin diamati pada berbagai eukariota dan ditandai oleh dua subdomain: penutupan leusin yang mengukur dimerisasi dan wilayah dasar untuk penyatuan dengan DNA.

Alasan β alasan           

Mereka terutama ditemukan dalam faktor eukariotik dan membedakan.

Faktor transkripsi tidak langsung

Jenis faktor transkripsi ini memberikan efek pengaturannya pada ekspresi genetik yang tidak melalui interaksi langsungnya dengan DNA, tetapi melalui interaksi protein-protein dengan faktor transkripsi lain yang berinteraksi dengan DNA. Itulah mengapa mereka disebut "tidak langsung".

Yang pertama dijelaskan adalah trans-aktivator virus "Herpes sederhana " (HSV) yang dikenal sebagai VP16, yang berikatan dengan faktor OCT-1 ketika sel-sel terinfeksi dengan virus ini, merangsang transkripsi gen tertentu.

Faktor -faktor dari jenis ini, seperti yang mengikat DNA, dapat mengaktifkan atau menekan transkripsi gen, sehingga mereka disebut "koersivator" dan "dikoreksi", masing -masing.

Peraturan

Protein ini dapat diatur pada dua tingkat: dalam sintesis mereka dan dalam aktivitasnya, yang tergantung pada variabel yang berbeda dan beberapa situasi.

Peraturan Sintesis

Regulasi sintesisnya dapat dikaitkan dengan ekspresi jaringan spesifik dari faktor transkripsi tertentu. Contohnya bisa menjadi faktor myod, disintesis hanya dalam sel otot rangka dan diperlukan untuk diferensiasi fibroblastnya yang tidak terdiferensiasi.

Dapat melayani Anda: gen tertaut

Meskipun regulasi sintesis secara fundamental digunakan untuk kontrol ekspresi genetik dalam jenis sel dan jaringan tertentu, ini bukan satu -satunya cara, karena sintesis faktor -faktor yang terlibat dalam induksi gen yang berpartisipasi dalam respons juga diatur ke beberapa rangsangan.

Regulasi aktivitas

Mekanisme regulasi lain untuk faktor transkripsi adalah regulasi aktivitasnya, yang berkaitan dengan aktivasi faktor transkripsi yang sudah ada sebelumnya yang memberikan efek positif atau negatif pada aktivitas faktor tertentu.

Aktivasi faktor "sekunder" ini biasanya terjadi melalui mekanisme yang berbeda seperti ligan serikat, perubahan protein-protein, interaksi fosforilasi, antara lain.

Fungsi dan kepentingan

Faktor transkripsi berpartisipasi dalam berbagai proses seperti perkembangan embrionik, pertumbuhan dan diferensiasi, kontrol siklus sel, adaptasi terhadap kondisi lingkungan yang berfluktuasi, pemeliharaan pola sintesis protein spesifik sel dan jaringan, dll.

Pada tanaman, misalnya, mereka memiliki fungsi penting dalam pertahanan dan dalam peristiwa respons terhadap berbagai jenis stres. Telah ditentukan bahwa osteogenesis pada hewan dikendalikan oleh faktor transkripsi, serta banyak proses diferensiasi lainnya dari garis sel yang berbeda.

Mengingat pentingnya protein ini dalam organisme, tidak jarang berpikir bahwa perubahan dalam elemen pengatur ini akan menyebabkan perubahan patologis yang serius.

Dalam kasus manusia, patologi yang terkait dengan faktor transkripsi dapat berupa gangguan perkembangan (karena mutasi yang menghasilkan inaktivasi faktor transkripsi, misalnya), gangguan dalam respon hormon atau kanker.

Referensi

1. Alberts, b., Dennis, b., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, P. (2004). Biologi Sel Esensial. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Iwafuchi-doi, m., & Zaret, k. S. (2014). Faktor transkripsi perintis dalam pemrograman ulang sel. Gen & Pengembangan, 28, 2679-2692.
3. Tait Latchman, d. (1997). Faktor transkripsi: Tinjauan umum. Int. J. Biochem. Sel. Biol., 29(12), 1305-1312.
4. Tait Latchman, d. S. (2007). Faktor transkripsi. Encyclopedia of Life Sciences, 1-5.
5. Marie, hlm. J. (2008). Faktor transkripsi yang mengendalikan osteoblastogenesis. Arsip Biokimia dan Biofisika, 473, 98-105.
6. Pabo, c., & Sauer, R. T. (1992). Faktor transkripsi: keluarga struktural dan prinsip pengakuan DNA. Annu. Putaran., 61, 1053-1095.
7. Singh, k. B., Foley, r. C., & Oñate-Sánchez, L. (2002). Faktor transkripsi dalam pertahanan tanaman dan respons stres. Opini Saat Ini dalam Biologi Tanaman, 5, 430-436.