A factorul de transcriere este o proteină „accesorie” reglatoare necesară transcrierii genelor. Transcrierea este primul pas în exprimarea genelor și implică transferul de informații conținute în ADN către o moleculă de ARN, care este procesată ulterior pentru a da naștere la produse genetice..
ARN polimeraza II este enzima responsabilă de transcrierea majorității genelor eucariote și produce, pe lângă unele ARN-uri mici, ARN mesager care vor fi ulterior traduse în proteine. Această enzimă necesită prezența unui tip de factori de transcripție cunoscuți ca factori de transcripție generali sau bazali..
Cu toate acestea, aceștia nu sunt singurii factori de transcripție care există în natură, deoarece există proteine „non-generale”, atât în eucariote, cât și în procariote și arhee, care sunt implicate în reglarea transcripției genelor specifice țesuturilor (în organismele multicelulare) sau în reglarea activității genelor ca răspuns la diferiți stimuli.
Acești factori de transcripție sunt factori extrem de importanți și pot fi găsiți în aproape toate organismele vii, deoarece reprezintă principala sursă de reglare a expresiei genelor..
Studii detaliate ale diferiților factori de transcripție în diferite tipuri de organisme vii indică faptul că acestea au o structură modulară, în care o regiune specifică este responsabilă de interacțiunea cu ADN, în timp ce celelalte produc efecte stimulatoare sau inhibitoare..
Factorii de transcripție, deci, participă la modelarea modelelor de expresie genică care nu are nimic de-a face cu modificările secvenței ADN, ci cu modificările epigenetice. Știința responsabilă de studiul acestor schimbări este cunoscută sub numele de epigenetică.
Indice articol
Pentru a-și îndeplini funcțiile, factorii de transcripție trebuie să fie capabili să recunoască și să se lege în mod specific la o anumită secvență de ADN pentru a influența pozitiv sau negativ transcripția acelei regiuni de ADN..
Factorii generali de transcripție, care sunt practic aceiași pentru transcrierea tuturor genelor de tip II în eucariote, se asamblează mai întâi pe regiunea promotoră a genei, direcționând astfel poziționarea enzimei polimerazei și „deschiderea” elicei duble.
Procesul are loc în mai mulți pași consecutivi:
- Legarea factorului general de transcripție TFIID la o secvență de repetări ale timinei (T) și adeninei (A) în gena cunoscută sub numele de „cutia TATA"; acest lucru determină o distorsiune a ADN-ului care este necesară pentru legarea altor proteine de regiunea promotorului.
- Asamblarea ulterioară a altor factori generali (TFIIB, TFIIH, TFIH, TFIIE, TFIIF etc.) și a ARN polimerazei II, formând ceea ce se numește complex de inițiere a transcrierii.
- Eliberarea complexului de inițiere, fosforilarea polimerazei prin factorul TFIIH și inițierea transcrierii și sintezei unei molecule de ARN din secvența genei care este transcrisă.
După cum sa menționat, factorii de transcripție „non-generali” pot regla expresia genelor, fie pozitiv, fie negativ..
Unele dintre aceste proteine conțin, pe lângă domeniile structurale de legare a ADN-ului, și alte motive cunoscute sub numele de domenii de activare, care sunt bogate în reziduuri de aminoacizi acizi, glutamină sau reziduuri de prolină..
Aceste domenii de activare interacționează cu elemente ale complexului de factori generali de transcripție sau cu molecule de coactivator conexe care interacționează direct cu complexul. Această interacțiune are ca rezultat fie stimularea asamblării complexului transcripțional, fie creșterea activității sale..
Majoritatea factorilor de transcripție inhibă transcrierea prin interferența cu activitatea factorilor de transcripție care acționează pozitiv, blocând efectul stimulator al acestora. Acestea pot funcționa blocând legarea factorului pozitiv de ADN sau acționând asupra factorilor care inactivează structura cromatinei..
Alți factori inhibitori acționează prin blocarea directă a transcripției, fără a bloca acțiunea vreunui factor transcripțional activator; și scade nivelul bazal al transcripției, la un nivel chiar mai mic decât cel atins în absența factorilor activatori.
La fel ca proteinele activatoare, factorii represori acționează direct sau indirect cu factorii de transcripție bazali sau generali.
Deși majoritatea factorilor de transcripție sunt clasificați în funcție de caracteristicile sau identitatea domeniilor lor de legare a ADN-ului, există unii, clasificați și ca factori de transcripție, care nu interacționează direct cu ADN-ul și sunt cunoscuți ca factori de transcripție. "Indirect".
Aceștia sunt cei mai comuni factori de transcripție. Au domenii de legare a ADN-ului și pot activa sau inhiba expresia genelor prin legarea la regiuni specifice ale ADN-ului. Ele diferă între ele, în special în ceea ce privește domeniile lor de legare a ADN-ului și starea lor de oligomerizare..
Cele mai studiate și recunoscute familii ale acestui tip de factor sunt:
Aceasta a fost prima familie de factori cu domenii de legare a ADN care a fost descoperită și este prezentă în multe proteine eucariote și procariote. Motivul său de recunoaștere constă dintr-o helix α, un spin și o a doua helix α..
Au conservat domenii de glicină în regiunea virajului și, de asemenea, unele reziduuri hidrofobe care ajută la stabilizarea aranjamentului celor două spirale în unitatea HTH..
Este prezent într-un număr mare de proteine reglatoare eucariote. Primele secvențe au fost recunoscute în proteinele care reglementează dezvoltarea Drosophila. Acest domeniu conține un motiv HTH pentru a lega ADN-ul și o a-helix suplimentară, precum și un braț N-terminal extins..
Au fost descoperiți în factorul de transcripție TFIIIA al Xenopus și s-a demonstrat că participă la multe aspecte ale reglării genetice eucariote. Acestea se găsesc în proteinele induse de semnale de diferențiere și creștere, în proto-oncogene și în unii factori generali de transcripție.
Acestea se caracterizează prin prezența repetărilor în serie a motivelor degetelor de zinc cu 30 de reziduuri care conțin diferite reziduuri de cisteină și histidină..
Această familie include proteine reglatoare importante care, pe lângă faptul că au un domeniu pentru legarea hormonilor, au un domeniu de legare a ADN-ului și acționează în general ca activatori transcripționali..
Domeniile de legare conțin 70 de reziduuri, dintre care 8 sunt resturi de cisteină conservate. Unii autori consideră că acești factori ar putea forma o pereche de degete de zinc, având în vedere prezența a două seturi de patru cisteine.
Acești factori de transcripție sunt implicați în diferențierea și dezvoltarea și funcționarea prin formarea unui heterodimer. Domeniul de închidere a leucinei este observat în diferite proteine eucariote și se caracterizează prin două subdomenii: închiderea leucinei care mediază dimerizarea și o regiune de bază pentru legarea ADN-ului..
Acestea se găsesc în principal în factori eucariotici și se disting prin legarea la ADN prin β-foi antiparalele.
Acest tip de factor de transcripție își exercită efectele de reglare asupra exprimării genelor nu prin interacțiunea sa directă cu ADN-ul, ci prin interacțiunile proteină-proteină cu alți factori de transcripție care interacționează cu ADN-ul. De aceea sunt numite „indirecte”.
Primul care a fost descris a fost trans-activatorul „herpes simplex " (HSV) cunoscut sub numele de VP16, care se leagă de factorul Oct-1 atunci când celulele se infectează cu acest virus, stimulând transcrierea unei gene specifice.
Factorii de acest tip, precum cei care se leagă de ADN, pot activa sau reprima transcripția genelor, motiv pentru care sunt numiți „coactivatori” și, respectiv, „corepresori”..
Aceste proteine pot fi reglate la două niveluri: în sinteza și activitatea lor, care depinde de variabile diferite și de situații multiple..
Reglarea sintezei sale poate fi legată de expresia țesutului specifică a anumitor factori de transcripție. Un exemplu în acest sens poate fi factorul MyoD, sintetizat numai în celulele musculare scheletice și care este necesar pentru diferențierea precursorilor lor nediferențiați de fibroblasti..
Deși reglarea sintezei este utilizată fundamental pentru a controla expresia genelor în anumite tipuri de celule și țesuturi, aceasta nu este singura modalitate, deoarece sinteza factorilor implicați în inducerea genelor care participă la răspuns este, de asemenea, reglementată..
Un alt mecanism de reglementare pentru factorii de transcripție este reglarea activității lor, care are legătură cu activarea altor factori de transcripție pre-existenți care exercită efecte pozitive sau negative asupra activității unui anumit factor..
Activarea acestor factori „secundari” are loc de obicei prin diferite mecanisme, cum ar fi legarea ligandului, modificări ale interacțiunilor proteină-proteină, fosforilare, printre altele..
Factorii de transcripție participă la o mare varietate de procese, cum ar fi dezvoltarea embrionară, creșterea și diferențierea, controlul ciclului celular, adaptarea la condiții de mediu fluctuante, menținerea modelelor de sinteză a proteinelor specifice celulelor și țesuturilor etc..
La plante, de exemplu, acestea au funcții importante în apărare și în evenimente de răspuns la diferite tipuri de stres. Osteogeneza la animale sa dovedit a fi controlată de factori de transcripție, precum și de multe alte procese de diferențiere a diferitelor linii celulare.
Având în vedere importanța acestor proteine în organisme, nu este neobișnuit să ne gândim că modificările acestor elemente reglatoare vor provoca modificări patologice grave..
În cazul oamenilor, patologiile asociate cu factorii de transcripție pot fi tulburări de dezvoltare (datorită mutațiilor care determină inactivarea factorilor de transcripție, de exemplu), tulburări ale răspunsului hormonal sau cancere.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.