Общий фактор транскрипции
Класс белковых факторов транскрипции
Факторы транскрипции. В средней части над промотором розовая часть факторов транскрипции — это общие факторы транскрипции.

Общие факторы транскрипции ( GTF ), также известные как базальные факторы транскрипции, представляют собой класс белковых факторов транскрипции , которые связываются со специфическими сайтами ( промоторами ) на ДНК для активации транскрипции генетической информации с ДНК на информационную РНК . GTF, РНК-полимераза и медиатор (мультибелковый комплекс) составляют основной транскрипционный аппарат, который сначала связывается с промотором, а затем запускает транскрипцию. [1] GTF также тесно вовлечены в процесс регуляции генов, и большинство из них необходимы для жизни. [2]

Фактор транскрипции — это белок, который связывается с определенными последовательностями ДНК ( энхансер или промотор), либо отдельно, либо с другими белками в комплексе, чтобы контролировать скорость транскрипции генетической информации с ДНК на информационную РНК, способствуя (выступая в качестве активатора ) или блокируя (выступая в качестве репрессора ) набор РНК-полимеразы. [3] [4] [5] [6] [7] Как класс белков, общие факторы транскрипции связываются с промоторами вдоль последовательности ДНК или образуют большой комплекс преинициации транскрипции для активации транскрипции. Общие факторы транскрипции необходимы для того, чтобы произошла транскрипция. [8] [9] [10]

Типы

У бактерий для инициации транскрипции требуются РНК-полимераза и один GTF: сигма-фактор .

Комплекс преинициации транскрипции

У архей и эукариот инициация транскрипции требует РНК-полимеразы и набора нескольких GTF для формирования комплекса преинициации транскрипции. Инициация транскрипции эукариотической РНК-полимеразой II включает следующие GTF: [7] [11]

  • TFIIA – стабилизирует взаимодействие между боксом TATA и связывающим белком TFIID/TATA (TBP)
  • TFIIB – распознает элемент распознавания B (BRE) в промоторах
  • TFIID – связывается с TBP и распознает факторы, ассоциированные с TBP (TAF), а также повышает селективность промотора
  • TFIIE – привлекает и регулирует TFIIH
  • TFIIF – стабилизирует взаимодействие РНК-полимеразы с TBP и TFIIB; способствует привлечению TFIIE и TFIIH
  • TFIIH – раскручивает ДНК в точке начала транскрипции, фосфорилирует Ser5 РНК-полимеразы CCTD, высвобождает РНК-полимеразу из промотора

Функция и механизм

У бактерий

Сигма -фактор — это белок, необходимый только для инициации синтеза РНК у бактерий. [12] Сигма-факторы обеспечивают специфичность распознавания промотора для РНК-полимеразы (РНКП) и способствуют разделению цепей ДНК, а затем диссоциируют от основного фермента РНК-полимеразы после инициации транскрипции. [13] Основное ядро ​​РНК-полимеразы ассоциируется с сигма-фактором, образуя голофермент РНК-полимеразы. Сигма-фактор снижает сродство РНК-полимеразы к неспецифической ДНК, одновременно увеличивая специфичность к промоторам, что позволяет инициировать транскрипцию в правильных местах. Основной фермент РНК-полимеразы имеет пять субъединиц ( субъединиц белка ) (~400 кДа ). [14] Из-за связи РНК-полимеразы с сигма-фактором, полная РНК-полимераза, таким образом, имеет 6 субъединиц: сигма-субъединица — в дополнение к двум альфа (α), одной бета (β), одной бета-прайм (β') и одной омега (ω) субъединицам, которые составляют ядро ​​фермента (~450 кДа). Кроме того, многие бактерии могут иметь несколько альтернативных σ-факторов. Уровень и активность альтернативных σ-факторов строго регулируются и могут варьироваться в зависимости от сигналов окружающей среды или развития. [15]

У архей и эукариот

Комплекс преинициации транскрипции — это большой комплекс белков, необходимый для транскрипции генов, кодирующих белок, у эукариот и архей. Он присоединяется к промотору ДНК (ei, TATA box) и помогает позиционировать РНК-полимеразу II в местах начала транскрипции гена, денатурирует ДНК, а затем запускает транскрипцию. [7] [16] [17] [18]

Сборка комплекса преинициации транскрипции

Сборка комплекса преинициации транскрипции происходит следующим образом:

  1. TATA-связывающий белок (TBP), субъединица TFIID (самый большой GTF), связывается с промотором (бокс TATA), создавая резкий изгиб в ДНК промотора. Затем взаимодействия TBP-TFIIA привлекают TFIIA к промотору.
  2. Взаимодействия TBP-TFIIB привлекают TFIIB к промотору. РНК-полимераза II и TFIIF собираются, образуя комплекс полимеразы II. TFIIB помогает комплексу Pol II правильно связываться.
  3. Затем TFIIE и TFIIH связываются с комплексом и образуют комплекс преинициации транскрипции. TFIIA/B/E/H покидают РНК после начала удлинения. TFIID остается до завершения удлинения.
  4. Субъединицы внутри TFIIH, которые обладают активностью АТФазы и геликазы , создают отрицательное суперспиральное натяжение в ДНК. Это отрицательное суперспиральное натяжение заставляет приблизительно один виток ДНК раскручиваться и формировать транскрипционный пузырь.
  5. Матричная цепь транскрипционного пузыря взаимодействует с активным центром РНК-полимеразы II, после чего начинается синтез РНК.

Ссылки

  1. ^ Пирс, Бенджамин А. (2012). Генетика как концептуальный подход (4-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. С. 364–367. ISBN 978-1-4292-3250-0.
  2. ^ Диллон, Ниалл (2006). «Регуляция генов и крупномасштабная организация хроматина в ядре». Chromosome Research . 14 (1): 117– 26. doi :10.1007/s10577-006-1027-8. PMID  16506101. S2CID  28667905.
  3. ^ Latchman, David S. (декабрь 1997 г.). «Транскрипционные факторы: обзор». The International Journal of Biochemistry & Cell Biology . 29 (12): 1305– 12. doi :10.1016/S1357-2725(97)00085-X. PMC 2002184. PMID  9570129 . 
  4. ^ Карин, М. (февраль 1990 г.). «Слишком много факторов транскрипции: положительные и отрицательные взаимодействия». The New Biologist . 2 (2): 126–31 . PMID  2128034.
  5. ^ Редер, Роберт Г. (сентябрь 1996 г.). «Роль общих факторов инициации в транскрипции РНК-полимеразой II». Тенденции в биохимических науках . 21 (9): 327–35 . doi :10.1016/S0968-0004(96)10050-5. PMID  8870495.
  6. ^ Николов, ДБ; Берли, СК (1997). "Инициация транскрипции РНК-полимеразы II: структурный взгляд". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (1): 15– 22. Bibcode : 1997PNAS...94...15N. doi : 10.1073/pnas.94.1.15 . PMC 33652. PMID  8990153 . 
  7. ^ abc Ли, Тонг Ин; Янг, Ричард А. (2000). «Транскрипция генов, кодирующих эукариотические белки». Annual Review of Genetics . 34 (1): 77– 137. doi :10.1146/annurev.genet.34.1.77. PMID  11092823.
  8. ^ Weinzierl, Robert OJ (1999). Механизмы экспрессии генов: структура, функция и эволюция базального транскрипционного аппарата . Лондон: Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-126-9.
  9. ^ Риз, Джозеф К. (апрель 2003 г.). «Базальные факторы транскрипции». Current Opinion in Genetics & Development . 13 (2): 114– 8. doi :10.1016/S0959-437X(03)00013-3. PMID  12672487.
  10. ^ Шилатифард, Али; Конавей, Рональд К.; Конавей, Джоан Велики (2003). «Комплекс удлинения РНК-полимеразы II». Annual Review of Biochemistry . 72 (1): 693–715 . doi :10.1146/annurev.biochem.72.121801.161551. PMID  12676794.
  11. ^ Орфанидес, Джордж; Лагранж, Тьерри; Рейнберг, Дэнни (ноябрь 1996 г.). «Общие факторы транскрипции РНК-полимеразы II». Гены и развитие . 10 (21): 2657– 83. doi : 10.1101/gad.10.21.2657 . PMID  8946909.Значок открытого доступа
  12. ^ Грубер, Таня М.; Гросс, Кэрол А. (октябрь 2003 г.). «Множественные сигма-субъединицы и разделение бактериального транскрипционного пространства». Annual Review of Microbiology . 57 : 441–66 . doi :10.1146/annurev.micro.57.030502.090913. PMID  14527287.
  13. ^ Борухов, Сергей; Нудлер, Евгений (апрель 2003 г.). "РНК-полимераза голофермент: структура, функция и биологические последствия". Current Opinion in Microbiology . 6 (2): 93– 100. doi :10.1016/S1369-5274(03)00036-5. ISSN  1369-5274. PMID  12732296.
  14. ^ Эбрайт, Ричард Х. (декабрь 2000 г.). «РНК-полимераза: структурное сходство бактериальной РНК-полимеразы и эукариотической РНК-полимеразы II». Журнал молекулярной биологии . 304 (5): 687–98 . doi :10.1006/jmbi.2000.4309. PMID  11124018.
  15. ^ Чандрангсу, Пит; Хельманн, Джон Д. (март 2014 г.). «Сигма-факторы в экспрессии генов». Энциклопедия наук о жизни . Чичестер: John Wiley & Sons Ltd. doi :10.1002/9780470015902.a0000854.pub3. ISBN 978-0-470-01590-2.
  16. ^ Корнберг, Роджер Д. (7 августа 2007 г.). «Молекулярная основа эукариотической транскрипции». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (32): 12955– 61. Bibcode : 2007PNAS..10412955K. doi : 10.1073/pnas.0704138104 . PMC 1941834. PMID  17670940 . 
  17. ^ Ким, Тэ-Кён; Лагранж, Тьерри; Ван, Ю-Хва; Гриффит, Джек Д.; Рейнберг, Дэнни; ​​Эбрайт, Ричард Х. (11 ноября 1997 г.). «Траектория ДНК в комплексе преинициации транскрипции РНК-полимеразы II». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (23): 12268– 73. Bibcode : 1997PNAS ...9412268K. doi : 10.1073/pnas.94.23.12268 . PMC 24903. PMID  9356438. 
  18. ^ Ким, Тэ-Кён; Эбрайт, Ричард Х .; Рейнберг, Дэнни (май 2000 г.). «Механизм плавления АТФ-зависимого промотора под действием фактора транскрипции IIH». Science . 288 (5470): 1418– 22. Bibcode :2000Sci...288.1418K. doi :10.1126/science.288.5470.1418. PMID  10827951.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Общий_фактор_транскрипции&oldid=1172709022"