Hur fungerar transkriptionsfaktorer

Transkriptionsfaktorer är proteiner som binder till DNA för att reglera genuttrycket genom att främja eller undertrycka genuttryck. Därför kan de antingen vara aktivatorer som slår "på" genuttrycket eller repressorerna som slår "av" genuttrycket. Aktiveringen av genuttryck ger en mRNA-kopia av genen i en process som kallas transkription. Det styrs av RNA-polymeras. Transkriptionsfaktorbindningsställena återfinns inom de regulatoriska elementen hos genen, uppströms promotorn. I korthet, huvudfunktionen hos transkriptionsfaktorer är att bestämma tid, plats och effektivitet av transkription.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är transkriptionsfaktorer
     - Definition, egenskaper, familjer
2. Hur fungerar transkriptionsfaktorer
     - Aktivatorer, Enhancers

Nyckelord: Aktivatorer, Basala transkriptionsfaktorer, Förhöjare, Genuttryck, Repressorer, Transkriptionsfaktorer

Vad är transkriptionsfaktorer

En transkriptionsfaktor är en molekyl som reglerar uttrycket av en gen antingen genom aktivering eller undertryckning av genens transkription. RNA-polymeras är enzymet som katalyserar transkriptionen av ett DNA-fragment känt som en gen i en RNA-molekyl. Transkriptionsfaktorer är huvudsakligen inblandade i bestämning av tid, plats och effektivitet vid transkription. Nyckelfunktionen för en transkriptionsfaktor är att de innehåller minst en DNA-bindningsdomän (DBD). Cirka 10% av generna i genomet kodas för transkriptionsfaktorer.

Fem familjer av transkriptionsfaktorer som delar strukturella egenskaper kan identifieras enligt nedan.

Transkriptionsfaktorfamiljer

Transkriptionsfaktorfamilj	Exempel
Helix-turn-helix	Okt-1
Helix-loop-helix	E2A
Zinkfinger	Glukokortikoidreceptor, GATA-proteiner
Grundläggande protein-leucin dragkedja	Aktivatorprotein-1 (AP-1), cyklisk AMP-responselementbindande faktor (CREB)
B-arkmotiv	Kärnfaktor-kB (NF-kB)

I båda prokaryoter underlättar eller förhindrar transkriptionsfaktorer bindningen av RNA-polymeras till promotorn. Förutom genreglering är transkriptionsfaktorer också involverade i kromatinmodifieringar, RNA-splitsning och siRNA-kontrollmekanismer.

Hur fungerar transkriptionsfaktorer

Transkriptionsfaktorer är proteinerna som är ansvariga för reglering av genuttryck. Generellt bör RNA-polymeras känna igen och binda till promotorn för initiering av transkription. Promoter är regionen DNA som initierar transkriptionen av en viss gen. I prokaryoter binder RNA-polymeras sig självt till promotorområdet. I eukaryoter binder RNA-polymeras dock till promotorn med hjälp av några andra transkriptionsfaktorer som kallas basala (generella) transkriptionsfaktorer.

Transkriptionsfaktorer binder till sekvenserna som är kända som transkriptionsfaktorbindningsställen som finns inom cis-regulator-DNA-sekvenserna hos genen, uppströms promotorn. Vid bindning underlättar eller förhindrar de antingen bindningen av RNA-polymeras till promotorn. Transkriptionsfaktorbindningsplatsen kallas antingen som förstärkare eller ljuddämpare.  Förhöjarna sätter genen på "medan" ljuddämparna vrider genen "av". Transkriptionsfaktorerna som binder till förstärkare och aktiverar genuttrycket är kända som aktivatorer. De hjälper basala transkriptionsfaktorer och / eller RNA-polymeras att binda till promotorn. Aktivatorernas verkan visas i Figur 1.

Transkriptionsfaktorerna som binder till silencerna och undertrycker genuttrycket är kända som repressorer. Repressorer hindrar de basala transkriptionsfaktorerna och / eller RNA-polymeraserna från att bindas till promotorn. Även om transkriptionsfaktorbindningsställen är skilda från promotorregionen möjliggör flexibiliteten hos DNA-strängen att sammankoppling av båda transkriptionsfaktorbindningsställena och promotorområdena kommer att samlas genom att bilda en DNA-slinga.

Olika typer av gener uttrycks i olika typer av vävnader. Detta differentialgenuttryck uppnås med hjälp av transkriptionsfaktorer. Dessa gener består av flera förstärkare eller ljuddämpare.

Slutsats

Genuttryck måste regleras baserat på cellens krav. Transkriptionsfaktorer är ansvariga för reglering av genuttryck. De binder antingen till förstärkare eller ljuddämpningsregionen, uppströms generatorns promotor. Transkriptionsfaktorerna som binder till förstärkningsregionerna är kända som aktivatorer, och de som binder till silencerna är kända som repressorer. Aktivatorer underlättar bindningen av RNA-polymeras till promotorområdet medan repressorer förhindrar bindning av RNA-polymeras till promotorområdet.

Referens:

1. "Transkriptionsfaktorer". Khan akademin, Tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "Transkriptionsfaktorer" Av Kelvinsong - Egent arbete (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia