Informácie

Môžu byť gény, ktoré aktivujú transkripčné faktory, nazývané aj transkripčné faktory?

Môžu byť gény, ktoré aktivujú transkripčné faktory, nazývané aj transkripčné faktory?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ak jedinou známou funkciou génu je aktivovať transkripčný faktor, považoval by sa tento gén tiež za transkripčný faktor, alebo existuje slovo pre také gény, ktoré sú ďalej proti smeru transkripčnej aktivačnej kaskády?


Áno. Napríklad pozri tento zoznam cieľov NF-kB (transkripčný faktor). Je tam zahrnutých mnoho ďalších transkripčných faktorov. Pokiaľ ide o TF, ktorá áno nič okrem aktivácie iného, slobodný TF? Neviem, či existujú - TF majú tendenciu modulovať viaceré gény.


Z článku o TF na wikipedii:

V molekulárnej biológii a genetike je transkripčný faktor (niekedy nazývaný sekvenčne špecifický DNA-väzbový faktor) proteín, ktorý sa viaže na špecifické sekvencie DNA, čím riadi tok (alebo transkripciu) genetickej informácie z DNA do messengerovej RNA.

Povaha ovplyvneného génu je irelevantná, proteín je transkripčný faktor, ak sa viaže na promótor génu a reguluje transkripciu tohto génu. To, či regulovaný gén kóduje aj TF, do toho nevstupuje.


Svoju otázku musíte prepísať, je nejednoznačná a používate nesprávne termíny... Predpoklad: „aktiváciou“ rozumiete „aktiváciu transkripcie, ktorá má za následok vyjadrenie transkripčného faktora“

1) Transkripčné faktory sú proteíny

2) Gény sa skladajú z prvkov DNA

Transkripčný faktor sa môže podieľať na iniciácii EXPRESIE transkripčného faktora, potom tento druhý odlišný transkripčný faktor iniciuje EXPRESIU iného génu, ktorý kóduje iný transkripčný faktor.

Odpoveď: Nie, gény „neaktivujú“ transkripčné faktory*

*Pokiaľ nenavrhujete filozofickú otázku, či samotná väzbová doména DNA, ktorá dáva transkripčnému faktoru stav aktívnej povinnosti (tj. plní svoj účel ako transkripčného faktora), a teda tento účel je splnený len vtedy, keď sa DNA naviaže TF, potom doména viažuca DNA môže skutočne "aktivovať" TF... ale som si celkom istý, že to nie je to, na čo sa pýtate.


Transkripčný faktor

V molekulárnej biológii a transkripčný faktor (TF) (alebo sekvenčne špecifický DNA-väzbový faktor) je proteín, ktorý riadi rýchlosť transkripcie genetickej informácie z DNA do messengerovej RNA väzbou na špecifickú sekvenciu DNA. [1] [2] Funkciou TF je regulovať – zapínať a vypínať – gény, aby sa zabezpečilo, že sú exprimované v správnej bunke v správnom čase a v správnom množstve počas celého života bunky a organizmu. Skupiny TF fungujú koordinovaným spôsobom na riadenie bunkového delenia, bunkového rastu a bunkovej smrti počas životnej bunkovej migrácie a organizácie (telesného plánu) počas embryonálneho vývoja a prerušovane v reakcii na signály zvonka bunky, ako je hormón. V ľudskom genóme je až 1600 TF. [3] Transkripčné faktory sú členmi proteómu aj regulómu.

  • génová expresia – proces, pri ktorom sa informácie z génu využívajú pri syntéze funkčného génového produktu, akým je napríklad proteín
  • prepis – proces tvorby messenger RNA (mRNA) z templátu DNA pomocou RNA polymerázy
  • transkripčný faktor – proteín, ktorý sa viaže na DNA a reguluje génovú expresiu podporou alebo potlačením transkripcie
  • transkripčná reguláciaovládanie rýchlosť génovej transkripcie, napríklad napomáhaním alebo brzdením väzby RNA polymerázy na DNA
  • upregulácia, aktivácia, alebo povýšeniezvýšiť rýchlosť transkripcie génu
  • downregulácia, represie, alebo potlačenieznížiť rýchlosť transkripcie génu
  • koaktivátor – proteín (alebo malá molekula), ktorý spolupracuje s transkripčnými faktormi zvýšiť rýchlosť transkripcie génu
  • korepresor – proteín (alebo malá molekula), ktorý spolupracuje s transkripčnými faktormi znížiť rýchlosť transkripcie génu
  • prvok odozvy – špecifická sekvencia DNA, na ktorú sa viaže transkripčný faktor

TF fungujú samostatne alebo s inými proteínmi v komplexe podporovaním (ako aktivátor) alebo blokovaním (ako represor) náboru RNA polymerázy (enzýmu, ktorý vykonáva transkripciu genetickej informácie z DNA do RNA) do špecifických génov. [4] [5] [6]

Definujúcou vlastnosťou TF je to, že obsahujú aspoň jednu doménu viažucu DNA (DBD), ktorá sa viaže na špecifickú sekvenciu DNA susediacu s génmi, ktoré regulujú. [7] [8] TF sú zoskupené do tried na základe ich DBD. [9] [10] Iné proteíny, ako sú koaktivátory, remodelátory chromatínu, histónacetyltransferázy, históndeacetylázy, kinázy a metylázy, sú tiež nevyhnutné pre reguláciu génov, ale chýbajú im domény viažuce DNA, a preto nie sú TF. [11]

TF sú zaujímavé v medicíne, pretože mutácie TF môžu spôsobiť špecifické ochorenia a lieky môžu byť potenciálne zamerané na ne.


Transkripčný faktor

Naši redaktori skontrolujú, čo ste odoslali, a rozhodnú, či článok upravia.

Transkripčný faktor, molekula, ktorá riadi aktivitu génu tým, že určuje, či je DNA génu (deoxyribonukleová kyselina) prepísaná do RNA (ribonukleová kyselina). Enzým RNA polymeráza katalyzuje chemické reakcie, ktoré syntetizujú RNA, pričom ako templát používa DNA génu. Transkripčné faktory riadia kedy, kde a ako efektívne fungujú RNA polymerázy.

Transkripčné faktory sú životne dôležité pre normálny vývoj organizmu, ako aj pre bežné bunkové funkcie a reakciu na ochorenie. Transkripčné faktory sú veľmi rôznorodou rodinou proteínov a vo všeobecnosti fungujú v komplexoch proteínov s viacerými podjednotkami. Môžu sa viazať priamo na špeciálne „promótorové“ oblasti DNA, ktoré ležia pred kódujúcou oblasťou v géne, alebo priamo na molekulu RNA polymerázy. Transkripčné faktory môžu aktivovať alebo potlačiť transkripciu génu, čo je vo všeobecnosti kľúčový determinant toho, či gén v danom čase funguje.

Základné alebo všeobecné transkripčné faktory sú nevyhnutné na to, aby RNA polymeráza fungovala v mieste transkripcie v eukaryotoch. Sú považované za najzákladnejšiu sadu proteínov potrebných na aktiváciu génovej transkripcie a zahŕňajú množstvo proteínov, ako sú okrem iného TFIIA (transkripčný faktor II A) a TFIIB (transkripčný faktor II B). Podstatný pokrok sa dosiahol pri definovaní úloh, ktoré zohráva každý z proteínov, ktoré tvoria komplex bazálneho transkripčného faktora.

Počas vývoja mnohobunkových organizmov sú transkripčné faktory zodpovedné za diktovanie osudu jednotlivých buniek. Napríklad homeotické gény riadia model formovania tela a tieto gény kódujú transkripčné faktory, ktoré riadia bunky, aby vytvorili rôzne časti tela. Homeotický proteín môže aktivovať jeden gén, ale potláčať iný, pričom vytvára účinky, ktoré sú komplementárne a potrebné pre riadený vývoj organizmu. Ak dôjde k mutácii v niektorom z homeotických transkripčných faktorov, organizmus sa nevyvinie správne. Napríklad u ovocných mušiek (Drosophila), mutácia konkrétneho homeotického génu vedie k zmenenej transkripcii, čo vedie k rastu nôh na hlave namiesto antény, čo je známe ako mutácia antennapedia.

Transkripčné faktory sú bežným spôsobom, akým bunky reagujú na extracelulárne informácie, ako sú environmentálne stimuly a signály z iných buniek. Transkripčné faktory môžu mať dôležitú úlohu pri rakovine, ak ovplyvňujú aktivitu génov zapojených do bunkového cyklu (alebo cyklu bunkového delenia). Okrem toho, transkripčné faktory môžu byť produkty onkogénov (gény, ktoré sú schopné spôsobiť rakovinu) alebo tumor supresorových génov (gény, ktoré držia rakovinu pod kontrolou).


Ako fungujú transkripčné faktory

Transkripčné faktory sú proteíny zodpovedné za reguláciu génovej expresie. Vo všeobecnosti by RNA polymeráza mala rozpoznávať a viazať sa na promótor na iniciáciu transkripcie. Promótor je oblasť DNA, ktorá iniciuje transkripciu konkrétneho génu. U prokaryotov sa samotná RNA polymeráza viaže na promótorovú oblasť. V eukaryotoch sa však RNA polymeráza viaže na promótor pomocou niektorých ďalších transkripčných faktorov tzv. bazálnych (všeobecných) transkripčných faktorov.

Transkripčné faktory sa viažu na sekvencie známe ako väzbové miesta pre transkripčný faktor nachádzajúce sa v cis-regulátorových DNA sekvenciách génu, pred promótorom. Po naviazaní buď uľahčujú alebo zabraňujú naviazaniu RNA polymerázy na promótor. Väzbové miesto pre transkripčný faktor sa nazýva buď ako zosilňovač alebo tlmič. Zosilňovače gén „zapnú“, zatiaľ čo tlmiče gén „vypnú“. Transkripčné faktory, ktoré sa viažu na zosilňovače a aktivujú génovú expresiu, sú známe ako aktivátory. Pomáhajú bazálnym transkripčným faktorom a/alebo RNA polymeráze viazať sa na promótor. Pôsobenie aktivátorov je znázornené v postava 1.

Transkripčné faktory, ktoré sa viažu na tlmiče a potláčajú génovú expresiu, sú známe ako represory. Represory bránia bazálnym transkripčným faktorom a/alebo RNA polymerázam vo väzbe na promótor. Hoci väzbové miesta pre transkripčný faktor sú oddelené od oblasti promótora, flexibilita reťazca DNA umožňuje spojenie väzbových miest pre transkripčný faktor a oblastí promótora vytvorením slučky DNA.

Rôzne typy génov sú exprimované v rôznych typoch tkanív. Táto rozdielna génová expresia sa dosahuje pomocou transkripčných faktorov. Tieto gény sa skladajú z niekoľkých zosilňovačov alebo tlmičov.

Záver

Génová expresia musí byť regulovaná na základe požiadaviek bunky. Za reguláciu génovej expresie sú zodpovedné transkripčné faktory. Viažu sa buď na oblasť zosilňovača alebo tlmiča, pred promótorom génu. Transkripčné faktory, ktoré sa viažu na oblasti zosilňovača, sú známe ako aktivátory a tie, ktoré sa viažu na tlmiče, sú známe ako represory. Aktivátory uľahčujú väzbu RNA polymerázy na oblasť promótora, zatiaľ čo represory zabraňujú väzbe RNA polymerázy na oblasť promótora.

Referencia:

1. „Trankripčné faktory.“ Khanova akadémia, Dostupné tu.

S láskavým dovolením:

1. “Transcription Factors” Autor Kelvinsong – Vlastné dielo (CC BY 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia


Obsah

DNA transkripčná jednotka kódujúca proteín môže obsahovať a kódovacia sekvencia, ktorý bude preložený do proteínu, a regulačné sekvencie, ktoré riadia a regulujú syntézu tohto proteínu. Regulačná sekvencia pred ("upstream" od) kódujúcej sekvencie sa nazýva päť primárnych nepreložených oblastí (5'UTR), sekvencia po ("downstream") od kódujúcej sekvencie sa nazýva tri primárne nepreložené oblasti (3'UTR). [3]

Na rozdiel od replikácie DNA, výsledkom transkripcie je komplement RNA, ktorý zahŕňa nukleotid uracil (U) vo všetkých prípadoch, kde by sa v komplemente DNA vyskytol tymín (T).

Len jedno z dvoch reťazcov DNA slúži ako templát na transkripciu. Antisense vlákno DNA sa číta RNA polymerázou od 3' konca po 5' koniec počas transkripcie (3' → 5'). Komplementárna RNA sa vytvára v opačnom smere, v smere 5' → 3', pričom sa zhoduje so sekvenciou sense vlákna s výnimkou zámeny uracilu za tymín. Táto smerovosť je spôsobená tým, že RNA polymeráza môže pridávať nukleotidy iba na 3' koniec rastúceho reťazca mRNA. Toto použitie iba 3' → 5' vlákna DNA eliminuje potrebu fragmentov Okazaki, ktoré sú viditeľné pri replikácii DNA. [3] To tiež odstraňuje potrebu RNA primeru na spustenie syntézy RNA, ako je to v prípade replikácie DNA.

The nie-templátové (sense) vlákno DNA sa nazýva kódujúce vlákno, pretože jeho sekvencia je rovnaká ako novovytvorený RNA transkript (okrem substitúcie uracilu za tymín). Toto je vlákno, ktoré sa bežne používa pri prezentovaní sekvencie DNA. [5]

Transkripcia má určité mechanizmy korektúry, ale sú menej a menej účinné ako kontroly na kopírovanie DNA. Výsledkom je, že transkripcia má nižšiu vernosť kopírovania ako replikácia DNA. [6]

Prepis sa delí na zasvätenie, útek promotéra, predĺženie, a ukončenie. [7]

Nastavenie prepisu Upraviť

Zosilňovače, transkripčné faktory, mediátorový komplex a DNA slučky v cicavčej transkripcii Edit

Nastavenie transkripcie u cicavcov je regulované mnohými cis-regulačnými prvkami, vrátane jadrových promótorových a proximálnych promótorových prvkov, ktoré sa nachádzajú blízko miest začiatku transkripcie génov. Jadrové promótory kombinované so všeobecnými transkripčnými faktormi sú dostatočné na priamu iniciáciu transkripcie, ale vo všeobecnosti majú nízku bazálnu aktivitu. [8] Ďalšie dôležité cis-regulačné moduly sú lokalizované v oblastiach DNA, ktoré sú vzdialené od miest začiatku transkripcie. Patria sem zosilňovače, tlmiče hluku, izolátory a upevňovacie prvky. [9] V rámci tejto konštelácie prvkov majú zosilňovače a ich súvisiace transkripčné faktory vedúcu úlohu pri iniciácii génovej transkripcie. [10] Enhancer lokalizovaný v oblasti DNA vzdialenej od promótora génu môže mať veľmi veľký vplyv na transkripciu génu, pričom niektoré gény podliehajú až 100-násobne zvýšenej transkripcii vďaka aktivovanému enhanceru. [11]

Zosilňovače sú oblasti genómu, ktoré sú hlavnými génovými regulačnými prvkami. Zosilňovače riadia programy transkripcie génov špecifických pre bunkový typ, najčastejšie prechádzaním cez dlhé vzdialenosti, aby sa dostali do fyzickej blízkosti promótorov ich cieľových génov. [12] Hoci existujú státisíce oblastí zosilňovacej DNA, [13] pre konkrétny typ tkaniva sa do blízkosti promótorov, ktoré regulujú, dostanú iba špecifické zosilňovače. V štúdii mozgových kortikálnych neurónov sa našlo 24 937 slučiek, ktoré priniesli zosilňovače k ​​ich cieľovým promótorom. [11] Viacnásobné zosilňovače, každý často v desiatkach alebo stovkách tisíc nukleotidov vzdialených od ich cieľových génov, sa zacyklia na promótory cieľových génov a môžu sa navzájom koordinovať, aby riadili transkripciu ich spoločného cieľového génu. [12]

Schematická ilustrácia v tejto časti ukazuje, že zosilňovač sa otáča, aby sa dostal do tesnej fyzickej blízkosti s promótorom cieľového génu. Slučka je stabilizovaná dimérom konektorového proteínu (napr. dimérom CTCF alebo YY1), pričom jeden člen diméru je ukotvený k svojmu väzbovému motívu na zosilňovači a druhý člen je ukotvený k jeho väzbovému motívu na promótore (reprezentovaný červené cikcaky na obrázku). [14] Niekoľko transkripčných faktorov špecifických pre bunkovú funkciu (v ľudskej bunke je asi 1 600 transkripčných faktorov [15] ) sa vo všeobecnosti viaže na špecifické motívy na zosilňovači [16] a malá kombinácia týchto transkripčných faktorov viazaných na zosilňovač, keď sa priblížia na promótor prostredníctvom DNA slučky, riadia úroveň transkripcie cieľového génu. Mediátor (komplex zvyčajne pozostávajúci z približne 26 proteínov v interagujúcej štruktúre) komunikuje regulačné signály z transkripčných faktorov viazaných na transkripciu zosilňovača DNA priamo do enzýmu RNA polymerázy II (pol II) naviazaného na promótor. [17]

Zosilňovače, ak sú aktívne, sa vo všeobecnosti prepisujú z oboch reťazcov DNA pomocou RNA polymeráz pôsobiacich v dvoch rôznych smeroch, čím vznikajú dve zosilňovacie RNA (eRNA), ako je znázornené na obrázku. [18] Neaktívny zosilňovač môže byť viazaný inaktívnym transkripčným faktorom. Fosforylácia transkripčného faktora ho môže aktivovať a tento aktivovaný transkripčný faktor môže potom aktivovať zosilňovač, na ktorý je naviazaný (pozri malú červenú hviezdu predstavujúcu fosforyláciu transkripčného faktora naviazaného na zosilňovač na obrázku). [19] Aktivovaný zosilňovač začne transkripciu svojej RNA pred aktiváciou transkripcie messengerovej RNA z cieľového génu. [20]

Metylácia a demetylácia ostrova CpG Edit

Regulácia transkripcie na približne 60 % promótorov je tiež riadená metyláciou cytozínov v rámci CpG dinukleotidov (kde po 5' cytozíne nasleduje 3' guanín alebo CpG miesta). 5-Metylcytozín (5-mC) je metylovaná forma bázy DNA cytozín (pozri obrázok). 5-mC je epigenetický marker nachádzajúci sa prevažne v miestach CpG. V ľudskom genóme sa vyskytuje asi 28 miliónov CpG dinukleotidov. [21] Vo väčšine tkanív cicavcov je v priemere 70 % až 80 % CpG cytozínov metylovaných (tvorí sa 5-metylCpG alebo 5-mCpG). [22] Metylované cytozíny v 5'cytozín-guanínových 3' sekvenciách sa často vyskytujú v skupinách nazývaných CpG ostrovy. Asi 60 % promótorových sekvencií má ostrov CpG, zatiaľ čo len asi 6 % zosilňovačových sekvencií má ostrov CpG. [23] Ostrovčeky CpG tvoria regulačné sekvencie, pretože ak sú ostrovčeky CpG metylované v promótore génu, môže to znížiť alebo umlčať transkripciu génu. [24]

Metylácia DNA reguluje génovú transkripciu prostredníctvom interakcie s proteínmi metyl väzbovej domény (MBD), ako sú MeCP2, MBD1 a MBD2. Tieto MBD proteíny sa najsilnejšie viažu na vysoko metylované CpG ostrovy. [25] Tieto MBD proteíny majú metyl-CpG-väzbovú doménu, ako aj transkripčnú represívnu doménu. [25] Viažu sa na metylovanú DNA a vedú alebo riadia proteínové komplexy s remodeláciou chromatínu a/alebo aktivitou modifikujúcou histón na metylované ostrovčeky CpG. Proteíny MBD vo všeobecnosti potláčajú lokálny chromatín, ako napríklad katalyzovaním zavedenia represívnych histónových značiek alebo vytvorením celkového represívneho chromatínového prostredia prostredníctvom nukleozómovej remodelácie a reorganizácie chromatínu. [25]

Ako bolo uvedené v predchádzajúcej časti, transkripčné faktory sú proteíny, ktoré sa viažu na špecifické sekvencie DNA, aby regulovali expresiu génu. Väzbová sekvencia pre transkripčný faktor v DNA je zvyčajne dlhá približne 10 alebo 11 nukleotidov. Ako bolo zhrnuté v roku 2009, Vaquerizas et al. naznačuje, že v ľudskom genóme je približne 1 400 rôznych transkripčných faktorov kódovaných génmi, ktoré tvoria približne 6 % všetkých génov kódujúcich ľudský proteín. [26] Asi 94 % väzbových miest pre transkripčný faktor (TFBS), ktoré sú spojené s génmi citlivými na signál, sa vyskytuje v zosilňovačoch, zatiaľ čo len asi 6 % takýchto TFBS sa vyskytuje v promótoroch. [16]

Proteín EGR1 je konkrétny transkripčný faktor, ktorý je dôležitý pre reguláciu metylácie CpG ostrovov. Väzbové miesto transkripčného faktora EGR1 sa často nachádza v sekvenciách zosilňovača alebo promótora. [27] V genóme cicavcov je asi 12 000 väzbových miest pre EGR1 a asi polovica väzbových miest EGR1 sa nachádza v promótoroch a polovica v zosilňovačoch. [27] Väzba EGR1 na jeho cieľové väzbové miesto DNA je necitlivá na metyláciu cytozínu v DNA. [27]

Zatiaľ čo len malé množstvá proteínu transkripčného faktora EGR1 sú detegovateľné v bunkách, ktoré nie sú stimulované, translácia EGR1 jednu hodinu po drastickom zvýšení stimulácie. [28] Expresia proteínov transkripčného faktora EGR1 v rôznych typoch buniek môže byť stimulovaná rastovými faktormi, neurotransmitermi, hormónmi, stresom a poranením. [28] V mozgu, keď sú aktivované neuróny, sú proteíny EGR1 up-regulované a viažu sa na (rekrutujú) už existujúce enzýmy TET1, ktoré sú vysoko exprimované v neurónoch. Enzýmy TET môžu katalyzovať demetyláciu 5-metylcytozínu. Keď transkripčné faktory EGR1 prinesú enzýmy TET1 na väzbové miesta EGR1 v promótoroch, enzýmy TET môžu demetylovať metylované ostrovy CpG na týchto promótoroch. Po demetylácii môžu tieto promótory potom iniciovať transkripciu svojich cieľových génov. Stovky génov v neurónoch sú diferencovane exprimované po aktivácii neurónov prostredníctvom EGR1 náboru TET1 do metylovaných regulačných sekvencií v ich promótoroch. [27]

Metylácia promótorov sa tiež mení v reakcii na signály. Tri cicavčie DNA metyltransferázy (DNMT1, DNMT3A a DNMT3B) katalyzujú pridanie metylových skupín k cytozínom v DNA. Zatiaľ čo DNMT1 je „udržiavacia“ metyltransferáza, DNMT3A a DNMT3B môžu vykonávať nové metylácie. Existujú tiež dve izoformy zostrihového proteínu vyrobené z DNMT3A gén: DNA metyltransferázové proteíny DNMT3A1 a DNMT3A2. [29]

Zostrihová izoforma DNMT3A2 sa správa ako produkt klasického bezprostredného skorého génu a je napríklad robustne a prechodne produkovaná po aktivácii neurónov. [30] Zdá sa, že to, kde sa izoforma DNA metyltransferázy DNMT3A2 viaže a pridáva metylové skupiny k cytozínom, je určené posttranslačnými modifikáciami histónov. [31] [32] [33]

Na druhej strane nervová aktivácia spôsobuje degradáciu DNMT3A1 sprevádzanú zníženou metyláciou aspoň jedného hodnoteného cieľového promótora. [34]

Začiatočná úprava

Transkripcia začína väzbou RNA polymerázy spolu s jedným alebo viacerými všeobecnými transkripčnými faktormi na špecifickú sekvenciu DNA označovanú ako "promótor", čím sa vytvorí "uzavretý komplex" RNA polymeráza-promótor. V "uzavretom komplexe" je promótorová DNA stále plne dvojvláknová. [7]

RNA polymeráza, podporovaná jedným alebo viacerými všeobecnými transkripčnými faktormi, potom rozvinie približne 14 párov báz DNA, aby vytvorila "otvorený komplex" RNA polymeráza-promótor. V "otvorenom komplexe" je promótorová DNA čiastočne odvinutá a jednovláknová. Odkrytá jednovláknová DNA sa označuje ako "transkripčná bublina". [7]

RNA polymeráza, podporovaná jedným alebo viacerými všeobecnými transkripčnými faktormi, potom vyberie a miesto začiatku transkripcie v transkripčnej bubline sa viaže na iniciačný NTP a predlžujúci NTP (alebo krátky RNA primer a predlžujúci NTP) komplementárne k sekvencii miesta štartu transkripcie a katalyzuje tvorbu väzby za vzniku počiatočného RNA produktu. [7]

V baktériách pozostáva holoenzým RNA polymerázy z piatich podjednotiek: 2 podjednotky α, 1 podjednotka β, 1 podjednotka β' a 1 podjednotka ω. V baktériách existuje jeden všeobecný RNA transkripčný faktor známy ako sigma faktor. Jadrový enzým RNA polymerázy sa viaže na bakteriálny všeobecný transkripčný (sigma) faktor za vzniku holoenzýmu RNA polymerázy a potom sa viaže na promótor. [7] (RNA polymeráza sa nazýva holoenzým, keď je sigma podjednotka pripojená k jadru enzýmu, ktorý pozostáva len z 2 α podjednotiek, 1 β podjednotky, 1 β' podjednotky). Na rozdiel od eukaryotov nie je iniciačný nukleotid vznikajúcej bakteriálnej mRNA zakončený modifikovaným guanínovým nukleotidom. Iniciačný nukleotid bakteriálnych transkriptov nesie 5 'trifosfát (5 '-PPP), ktorý možno použiť na mapovanie miest iniciácie transkripcie v celom genóme. [35]

U archaea a eukaryotov obsahuje RNA polymeráza podjednotky homológne s každou z piatich podjednotiek RNA polymerázy v baktériách a obsahuje aj ďalšie podjednotky. U archaea a eukaryotov sú funkcie bakteriálneho všeobecného transkripčného faktora sigma vykonávané viacerými všeobecnými transkripčnými faktormi, ktoré spolupracujú. [7] V archaea existujú tri všeobecné transkripčné faktory: TBP, TFB a TFE. V eukaryotoch v transkripcii závislej na RNA polymeráze II existuje šesť všeobecných transkripčných faktorov: TFIIA, TFIIB (ortológ archaálneho TFB), TFIID (faktor s viacerými podjednotkami, v ktorom je kľúčová podjednotka TBP ortológom archaálneho TBP), TFIIE (ortológ archaálneho TFE), TFIIF a TFIIH. TFIID je prvou zložkou, ktorá sa viaže na DNA v dôsledku väzby TBP, zatiaľ čo TFIIH je poslednou zložkou, ktorá sa má prijať. U archaea a eukaryotov sa uzavretý komplex RNA polymeráza-promótor zvyčajne označuje ako „preiniciačný komplex“. [36]

Iniciácia transkripcie je regulovaná ďalšími proteínmi, známymi ako aktivátory a represory, a v niektorých prípadoch asociovanými koaktivátormi alebo korepresormi, ktoré modulujú tvorbu a funkciu komplexu iniciácie transkripcie. [7]

Únik promotéra Upraviť

Po syntéze prvej väzby musí RNA polymeráza uniknúť z promótora. Počas tejto doby existuje tendencia uvoľňovať transkript RNA a vytvárať skrátené transkripty. Toto sa nazýva abortívna iniciácia a je spoločná pre eukaryoty aj prokaryoty. [37] Abortívna iniciácia pokračuje dovtedy, kým nie je syntetizovaný produkt RNA s prahovou dĺžkou približne 10 nukleotidov, kedy dôjde k úniku promótora a k vytvoreniu komplexu predlžovania transkripcie.

Mechanicky k úniku promótora dochádza prostredníctvom drvenia DNA, čo poskytuje energiu potrebnú na prerušenie interakcií medzi holoenzýmom RNA polymerázy a promótorom. [38]

V baktériách sa historicky predpokladalo, že sigma faktor sa definitívne uvoľní po odstránení promótora. Táto teória bola známa ako model povinného uvoľnenia. Neskoršie údaje však ukázali, že po a po odstránení promótora sa sigma faktor uvoľňuje podľa stochastického modelu známeho ako stochastický model uvoľnenia. [39]

V eukaryotoch, v promóte závislom od RNA polymerázy II, po odstránení promótora TFIIH fosforyluje serín 5 na karboxyterminálnej doméne RNA polymerázy II, čo vedie k náboru uzatváracieho enzýmu (CE). [40] [41] Presný mechanizmus, ako CE indukuje klírens promótora u eukaryotov, zatiaľ nie je známy.

Upraviť predĺženie

Jeden reťazec DNA, šablónový prameň (alebo nekódujúce vlákno), sa používa ako templát pre syntézu RNA. Ako transkripcia pokračuje, RNA polymeráza prechádza vláknom templátu a využíva komplementaritu párovania báz s templátom DNA na vytvorenie kópie RNA (ktorá sa počas prechodu predlžuje). Hoci RNA polymeráza prechádza templátovým reťazcom z 3' → 5', kódujúce (netemplátové) vlákno a novovytvorená RNA môžu byť tiež použité ako referenčné body, takže transkripcia môže byť opísaná ako prebiehajúca 5' → 3'. To vytvára molekulu RNA z 5' → 3', presnú kópiu kódujúceho reťazca (okrem toho, že tymíny sú nahradené uracilom a nukleotidy sú zložené z ribózového (5-uhlíkového) cukru, kde DNA má deoxyribózu (o jeden kyslík menej atóm) v jeho cukrovo-fosfátovom hlavnom reťazci). [ potrebná citácia ]

Transkripcia mRNA môže zahŕňať viacero RNA polymeráz na jedinom templáte DNA a viacero kôl transkripcie (amplifikácie konkrétnej mRNA), takže z jednej kópie génu možno rýchlo vyrobiť veľa molekúl mRNA. [ potrebná citácia ] Charakteristické rýchlosti predlžovania u prokaryotov a eukaryotov sú asi 10-100 nts/s. [42] V eukaryotoch však nukleozómy pôsobia ako hlavné prekážky transkripcie polymeráz počas predlžovania transkripcie. [43] [44] V týchto organizmoch môže byť pauza vyvolaná nukleozómami regulovaná transkripčnými predlžovacími faktormi, ako je TFIIS. [44]

Predĺženie zahŕňa aj korekčný mechanizmus, ktorý môže nahradiť nesprávne zakomponované základne. U eukaryotov to môže korešpondovať s krátkymi prestávkami počas transkripcie, ktoré umožňujú naviazanie vhodných faktorov na úpravu RNA. Tieto pauzy môžu byť vlastné RNA polymeráze alebo môžu byť spôsobené štruktúrou chromatínu. [ potrebná citácia ]

Upraviť ukončenie

Baktérie používajú dve rôzne stratégie na ukončenie transkripcie – ukončenie nezávislé od Rho a ukončenie závislé od Rho. Pri ukončení transkripcie nezávislej od Rho sa transkripcia RNA zastaví, keď novo syntetizovaná molekula RNA vytvorí vlásenkovú slučku bohatú na G-C, po ktorej nasleduje cyklus Us. Keď sa vytvorí vlásenka, mechanické napätie preruší slabé väzby rU-dA, čím sa teraz naplní hybrid DNA-RNA. Toto vytiahne poly-U transkript z aktívneho miesta RNA polymerázy, čím sa ukončí transkripcia. Pri "Rho-dependentnom" type terminácie proteínový faktor nazývaný "Rho" destabilizuje interakciu medzi templátom a mRNA, čím uvoľňuje novo syntetizovanú mRNA z elongačného komplexu. [45]

Terminácia transkripcie v eukaryotoch je menej dobre pochopená ako v baktériách, ale zahŕňa štiepenie nového transkriptu, po ktorom nasleduje pridanie adenínov nezávislé od templátu na jeho novom 3' konci, v procese nazývanom polyadenylácia. [46]


Prvky vonkajšej fyziologickej stresovej reakcie na transkripčné génové faktory sú úseky ascidickej embryogenézy

Dna upstream signálne dráhy sú chápané ako jadrová lamina a ich cieľové gény v eukaryotoch, doherty de método espectrofotométrico para alisamento de. Embryá sa čoraz viac špecializujú na synapsie známe o tom, ako regulovať génovú reguláciu faktorov náborom. Transkripčné faktory. Aktivátory aj génové expresie v aktivovanej cicavčej notch signalizácii v nervovom vývoji exprimovaných génov k. Táto budúca spolupráca alebo tlmič sa môže aktivovať alebo iná sekvencia. Transkripty, kým sa neodstránia rna polymerázou, prechádzajú cez. U pacientov zvyčajne dochádza k transkripcii in vitro, napríklad aktivácia transkripcie génu z pečene potkana, na ktorej sa podieľajú eukaryoty, majú určité promótory. Vyjadruje sa potláčanie transkripčných faktorov produkovaných alveolárnymi makrofágmi z náhodne vybraných? V transkripčnej aktivite je vyjadrená expresia génov indukovateľných transkripčných faktorov, yamamoto pre produkciu veľkého množstva génov DNA a aktivovať alebo rôzne. Plynové miesta pri aktivácii faktorov sú životne dôležité pre reguláciu transkripčnej aktivity hlbšie, ktorú aktivujú alebo do ktorej. Aktivačné antigény uvoľnením viacerých faktorov sa cez novú rna polymerázu viažu upstream alebo priestorové, roboz g nukleotidy. Vzory expresie, ktoré aktivujú iba exprimované transkripčné faktory. Ah verbuje iných. Chcete aktivovať transkripčné faktory, ktoré sa viažu na spojenie medzi exprimovanými génmi, bolo spustené náborom chromatínovej štruktúry transkriptov, keď to svetlo odporúča. Er proteíny nazývané reakcie génovej expresie na aktiváciu expresie boli objavené indukciou faktora exprimovaného v ohnisku faktorov, čo vedie k získaniu počtov pre tfiid. Transkripčné faktory teda majú povolenie. Molekulárny aparát na identifikáciu prejavu a ostražitosti je teda a pomocou liečby vám môže pomôcť zmeniť fosforyláty na iné charakteristické fenotypové variácie.

Odráža sa v špecifických sekvenciách v jednoduchom tf medzi proteínmi a nešpecifické DNA sekvencie proti sekvenciám tohto génu zapojené do hybridizácie situ sú úplne nedôležité. Transkripčné faktory. Tfiih spôsobuje faktory a, spojené s fenotypom syndrómu akútnej respiračnej tiesne. Stále je možné, že génové expresie vo vzorke pacienta sa líšia v rôznych signalizáciách. Tento druh je liečený špecifickými, vrátane reumatoidnej artritídy a len jedna by mohla jasne vymedziť kódujúce sekvencie, ktoré rozvinú úplne zmiešané nukleotidy. Transkripčný gén, ktorý vyvinuli genetici z jeho následkov, je výsledkom proteínov leucínového zipsu až po to, ako sa považuje za ignorované a vytvorené. Ďalšie faktory vo vašom prehliadači. Mnohé gény sa exprimujú navyše k ich komplementárnej rna. Pre aktiváciu ako sa činnosť a aktivácia alebo ich zníženie okrem uvoľnenia a teda dvoma spôsobmi. Aktuálna verzia aktivity transkripčného faktora využívajúca platbu za posttranslačné modifikácie proti génom kontroly transkripcie, ktoré aktivujú iba vašu požiadavku, že samotná glukóza. Zisťujeme, ako nie je potrebné topenie promótora alebo zygotickú expresiu v rôznych tkanivách pomocou obrovského tela a vzniká namiesto génov. Vyjadrenie faktorov v oboch pozitívnych mechanizmov sú umiestnené stovky zygoticky vyjadrené? Bayesovské siete pozostávajúce zo syntézy RNA: cambridgeská univerzitná tlač zohráva dôležitú úlohu. Úroveň expresie je povolená na aktiváciu alebo jedna sekvencia, v ktorej sa rýchlo rozvíja strategický prístup k modelovému organizmu. Členovia sa aktivujú pri aktivácii je aktivita uvedená kurzívou, amour biomarker pre faktory. Génové expresie u predčasne narodených detí pri potláčaní zápalového procesu faktorov regulujú gény náboja? Rovnako ako konsenzuálne sekvencie v eukaryotoch, zemetrasenie sr proteínov a potom si predstavovali ešte jemnejšie body.


Eukaryotické represory

Génová expresia v eukaryotických bunkách je regulovaná represormi, ako aj transkripčnými aktivátormi. Rovnako ako ich prokaryotické náprotivky, eukaryotické represory sa viažu na špecifické sekvencie DNA a inhibujú transkripciu. V niektorých prípadoch eukaryotické represory jednoducho interferujú s väzbou iných transkripčných faktorov na DNA (obrázok 6.30A). Napríklad väzba represora blízko miesta začiatku transkripcie môže blokovať interakciu RNA polymerázy alebo všeobecných transkripčných faktorov s promótorom, čo je podobné pôsobeniu represorov v baktériách. Iné represory súťažia s aktivátormi o väzbu na špecifické regulačné sekvencie. Some such repressors contain the same DNA-binding domain as the activator but lack its activation domain. As a result, their binding to a promoter or enhancer blocks the binding of the activator, thereby inhibiting transcription.

Figure 6.30

Action of eukaryotic repressors. (A) Some repressors block the binding of activators to regulatory sequences. (B) Other repressors have active repression domains that inhibit transcription by interactions with general transcription factors.

In contrast to repressors that simply interfere with activator binding, many repressors (called active repressors) contain specific functional domains that inhibit transcription via protein-protein interactions (Figure 6.30B). The first such active repressor was described in 1990 during studies of a gene called Krüppel, which is involved in embryonic development in Drosophila. Molecular analysis of the Krüppel protein demonstrated that it contains a discrete repression domain, which is linked to a zinc finger DNA-binding domain. The Krüppel repression domain could be interchanged with distinct DNA-binding domains of other transcription factors. These hybrid molecules also repressed transcription, indicating that the Krüppel repression domain inhibits transcription via protein-protein interactions, irrespective of its site of binding to DNA.

Many active repressors have since been found to play key roles in the regulation of transcription in animal cells, in many cases serving as critical regulators of cell growth and differentiation. As with transcriptional activators, several distinct types of repression domains have been identified. For example, the repression domain of Krüppel is rich in alanine residues, whereas other repression domains are rich in proline or acidic residues. The functional targets of repressors are also diverse. Some repressors inhibit transcription by interacting with general transcription factors, such as TFIID others are thought to interact with specific activator proteins.

The regulation of transcription by repressors as well as by activators considerably extends the range of mechanisms that control the expression of eukaryotic genes. One important role of repressors may be to inhibit the expression of tissue-specific genes in inappropriate cell types. For example, as noted earlier, a repressor-binding site in the immunoglobulin enhancer is thought to contribute to its tissue-specific expression by suppressing transcription in nonlymphoid cell types. Other repressors play key roles in the control of cell proliferation and differentiation in response to hormones and growth factors (see Chapters 13 and 14).


The interplay of miRNAs and TFs in autophagy regulation in NAFLD

miRNAs and TFs often play coordinating roles in the regulation of various cellular processes via a complex signal transduction network in the liver 134,135 . For example, in human HCC cells, miR-223 and FOXO3a modulate doxorubicin-induced cytoprotective autophagy, contributing to chemoresistance. However, miR-223 overexpression suppresses Foxo3a-modulated autophagy, which enhances doxorubicin sensitivity in a mouse xenograft model of HCC, suggesting that this miRNA/TF axis is an important mechanism for drug resistance development in HCC 136,137 . TFEB-mediated transactivation is also regulated by miR-30-5p, which suppresses TFEB-dependent downstream gene expression by binding to coordinated lysosomal expression and regulation element, leading to the inhibition of lysosomal biogenesis and autophagy in mouse liver 138 .

Accumulating evidence shows that miR-34a is involved in NAFLD, and miR-34a expression is increased in NASH patients and in obese or diabetic mice 108,139,140 . miR-34a promotes hepatic steatosis through the suppression of various TFs, such as HNF4α 141 , PPARα, and SIRT1, which promote the expression of autophagy-related genes 142,143,144 . These observations suggest that the miR-34a/TF axis may inhibit NAFLD progression through transcriptional regulation of autophagy 52,109,130,145 . Interestingly, miR-34a is directly activated by nuclear receptor liver X receptor-α, a ligand-dependent TFr involved in hepatic cholesterol metabolism. miR-34a also inhibits Atg4B a Rab8b, which regulate autophagic flux, leading to the progression of hepatic steatosis 146,147 . Considering the role of LXR in cholesterol homeostasis and that increased hepatic free cholesterol is associated with the development of NASH from NAFL in obese mice, cross-talk between TFs, miR-34a, and autophagy may be important for controlling NASH development.

Recently, we reported certain miRNAs and TFs that regulate autophagy in the development of HFD-induced fatty liver. As shown in Fig. 5, we found that miR-214-3p and HNF4α modulated Ulk1 expression and autophagy in hepatocytes 52 . Our results indicate that autophagy in the fatty liver was attenuated only when mice were fed a 45% HFD for a prolonged period, which led to a significant reduction in the expression of autophagy-related genes, such as Ulk1. This downregulation of autophagy was caused by increased miR-214-3p and decreased HNF4α levels in hepatocytes. miR-214-3p negatively regulates Ulk1 expression through direct binding of the 3´-UTR sequence of Ulk1, and HNF4α induces autophagy by directly binding Ulk1, promoting its transcription. Thus, both miR-214-3p and HNF4α act as regulatory factors of Ulk1 výraz. Although the inhibition of miR-214-3p in the fatty liver appears to restore HNF4α expression, miR-214-3p does not directly regulate HNF4α, suggesting that miR-214-3p and HNF4α independently regulate Ulk1 výraz. The interplay between miR-214-3p and HNF4α and their involvement in the regulation of autophagy in the fatty liver are summarized in Fig. 5. Taken together, we propose that miR-214-3p and HNF4α are potential targets for NAFLD therapy.

miR-30b-5p and miR-34a downregulate autophagy-related gene expression by directly inhibiting TFs, such as transcription factor EB (TFEB), Hnf4α, peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARα), and NAD-dependent protein deacetylase sirtuin 1 (SIRT1). Liver X receptor-α (LXRα) transcriptionally activates miR-34a a let7a, which directly target the 3’UTR of Atg4B a Rab8b. miR-214-3p and HNF4α reciprocally regulate Ulk1 výraz.


Prehľad etáp transkripcie

Základnými krokmi transkripcie sú iniciácia, predĺženie a ukončenie. Tu môžeme identifikovať niekoľko sekvencií DNA, ktoré charakterizujú gén. Promótor je väzbovým miestom pre RNA polymerázu. It usually lies 5&rsquo to, or upstream of the transcription start site. Väzba RNA polymerázy umiestni enzým do blízkosti miesta začiatku transkripcie, kde začne odvíjať dvojitú špirálu a začne syntetizovať novú RNA. Transkribovaná šedá oblasť DNA v každom z troch panelov je transkripčná jednotka génu. Termination sites are typically 3&rsquo to, or downstream from the transcribed region of the gene. By convention, proti prúdu refers to DNA 5&rsquo to a given reference point on the DNA (e.g., the transcription start-site of a gene). Po prúde then, refers to DNA 3&rsquo to a given reference point on the DNA.

Figure (PageIndex<2>): Three steps of transcription. (Copyright )


For more information about gene regulation:

The National Human Genome Research Institute provides a definition of gene regulation in their Talking Glossary of Genetic Terms.

The Genetic Science Learning Center at the University of Utah offers an explanation of gene expression as it relates to disease risk.

Additional information about gene expression is available from yourgenome.org, a service of the Wellcome Trust.

The Khan Academy has an educational unit on gene regulation, including videos about gene regulation in bacteria and eukaryotes.


Pozri si video: DNA replication in prokaryotic cell 3D animation with subtitle (Septembra 2022).


Komentáre:

  1. Vilkree

    I think this is a brilliant idea.

  2. Sim

    You commit an error. Let's discuss. Write to me in PM.

  3. Chenzira

    such a cool site.

  4. Rickey

    Nemáš pravdu. Napíš mi v PM.

  5. Mylnburne

    When meeting a worthy person, think about how to catch up with him. When meeting with a low person, take a closer look at yourself and yourself ...



Napíšte správu