Obecný transkripční faktor - General transcription factor

Obecné transkripční faktory (GTF), známé také jako bazální transkripční faktory, jsou třídou protein transkripční faktory které se váží na konkrétní stránky (promotér ) zapnuto DNA aktivovat transkripce genetické informace od DNA po messenger RNA. GTF, RNA polymeráza a prostředník (multi-proteinový komplex) tvoří základní transkripční aparát, který se nejprve váže na promotor a poté spouští transkripci.[1] GTF jsou také úzce zapojeny do procesu genové regulace a většina z nich je nutná pro život.[2]
Transkripční faktor je protein, který se váže na specifické sekvence DNA (zesilovač nebo promotor), buď samostatně nebo s jinými proteiny v komplexu, k řízení rychlosti transkripce genetické informace z DNA na messenger RNA podporou (sloužící jako aktivátor ) nebo blokování (slouží jako represor ) nábor RNA polymerázy.[3][4][5][6][7] Jako třída proteinu se obecné transkripční faktory vážou na promotory podél sekvence DNA nebo tvoří velký transkripční preiniciační komplex aktivovat přepis. Pro transkripci jsou nezbytné obecné transkripční faktory.[8][9][10]
Typy
v bakterie, zahájení transkripce vyžaduje RNA polymerázu a jeden GTF: faktor sigma.

v archaea a eukaryoty, zahájení transkripce vyžaduje RNA polymerázu a sadu násobek GTF k vytvoření transkripčního preiniciačního komplexu. Zahájení transkripce eukaryotikou RNA polymeráza II zahrnuje následující GTF:[7][11]
- TFIIA
- TFIIB - rozpozná prvek BRE v organizátorech
- TFIID - váže se na TATA boxTATA vázající protein (TBP) a rozpoznává faktory spojené s TATA boxTBP (TAF) a přidává selektivitu promotoru
- TFIIE - přitahuje a reguluje TFIIH
- TFIIF - Stabilizuje interakci RNA polymerázy s TBP a TFIIB; pomáhá přilákat TFIIE a TFIIH
- TFIIH - Odvíjí DNA v počátečním bodě transkripce, fosforyluje Ser5 RNA polymerázy CCTD, uvolňuje RNA polymerázu z promotoru
Rozpoznat pole TATA
Funkce a mechanismus
V bakteriích
A faktor sigma je protein potřebný pouze pro iniciaci RNA syntéza v bakteriích.[12] Sigma faktory poskytují specifičnost rozpoznávání promotoru pro RNA polymerázu (RNAP) a přispívají k separaci řetězců DNA, poté disociují z jádra RNA polymerázy enzym po zahájení transkripce.[13] Jádro RNA polymerázy se asociuje s faktorem sigma za vzniku holoenzymu RNA polymerázy. Sigma faktor snižuje afinitu RNA polymerázy k nespecifické DNA a zvyšuje specificitu pro promotory, což umožňuje iniciaci transkripce na správných místech. Základní enzym RNA polymerázy má pět podjednotek (proteinové podjednotky ) (~400 kDa ).[14] Kvůli asociaci RNA polymerázy s faktorem sigma má tedy úplná RNA polymeráza 6 podjednotek: podjednotka sigma - kromě dvou alfa (α), jedné beta (β), jedné beta prime (β ') a jedné omega (ω) podjednotky, které tvoří základní enzym (~ 450 kDa). Mnoho bakterií může mít navíc několik alternativních faktorů σ. Úroveň a aktivita alternativních faktorů σ jsou vysoce regulované a mohou se lišit v závislosti na environmentálních nebo vývojových signálech.[15]
V archaeách a eukaryotech
The transkripční preiniciační komplex je velký komplex proteinů, který je nezbytný pro transkripci genů kódujících proteiny v eukaryotech a archaeách. Naváže se na promotor DNA (např. TATA box) a pomůže umístit RNA polymerázu II do počátečních míst genové transkripce, denaturuje DNA a poté zahájí transkripci.[7][16][17][18]
Sestava preiniciačního komplexu transkripce
Sestava preiniciačního komplexu transkripce se řídí těmito kroky:
- Protein vázající TATA (TBP), podjednotka TFIID (největší GTF) se váže na promotor (TATA box) a vytváří ostrý ohyb v promotorové DNA. Poté interakce TBP-TFIIA získají TFIIA do promotéru.
- Interakce TBP-TFIIB získávají TFIIB do promotoru. RNA polymeráza II a TFIIF se spojily a vytvořily komplex polymerázy II. TFIIB pomáhá komplexu Pol II správně se vázat.
- TFIIE a TFIIH se potom váží na komplex a tvoří transkripční preiniciační komplex. Jakmile začne prodlužování RNA, TFIIA / B / E / H odejdou. TFIID zůstane, dokud není prodloužení dokončeno.
- Podjednotky v rámci TFIIH, které mají ATPáza a helikáza Tato aktivita vytváří negativní superhelikální napětí v DNA. Toto negativní superhelikální napětí způsobí uvolnění přibližně jedné otáčky DNA a vytvoření transkripční bubliny.
- Templátové vlákno transkripční bubliny zabírá s aktivním místem RNA polymerázy II, poté začíná syntéza RNA.
Reference
- ^ Pierce, Benjamin A. (2012). Genetika koncepční přístup (4. vydání). New York: W.H. Freemane. str.364 –367. ISBN 978-1-4292-3250-0.
- ^ Dillon, Niall (2006). "Regulace genů a rozsáhlá organizace chromatinu v jádře". Chromozomový výzkum. 14 (1): 117–26. doi:10.1007 / s10577-006-1027-8. PMID 16506101. S2CID 28667905.
- ^ Latchman, David S. (prosinec 1997). „Faktory přepisu: přehled“. International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 29 (12): 1305–12. doi:10.1016 / S1357-2725 (97) 00085-X. PMC 2002184. PMID 9570129.
- ^ Karin, M. (únor 1990). "Příliš mnoho transkripčních faktorů: pozitivní a negativní interakce". Nový biolog. 2 (2): 126–31. PMID 2128034.
- ^ Roeder, Robert G. (září 1996). "Úloha obecných iniciačních faktorů při transkripci RNA polymerázou II". Trendy v biochemických vědách. 21 (9): 327–35. doi:10.1016 / S0968-0004 (96) 10050-5. PMID 8870495.
- ^ Nikolov, D.B .; Burley, S.K. (1997). „Zahájení transkripce RNA polymerázy II: Strukturální pohled“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 94 (1): 15–22. Bibcode:1997PNAS ... 94 ... 15N. doi:10.1073 / pnas.94.1.15. PMC 33652. PMID 8990153.
- ^ A b C Lee, Tong Ihn; Young, Richard A. (2000). "Transkripce genů kódujících eukaryotický protein". Výroční přehled genetiky. 34 (1): 77–137. doi:10.1146 / annurev.genet.34.1.77. PMID 11092823.
- ^ Weinzierl, Robert O.J. (1999). Mechanismy genové exprese: struktura, funkce a vývoj bazálního transkripčního aparátu. London: Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-126-9.
- ^ Reese, Joseph C. (duben 2003). "Bazální transkripční faktory". Aktuální názor na genetiku a vývoj. 13 (2): 114–8. doi:10.1016 / S0959-437X (03) 00013-3. PMID 12672487.
- ^ Shilatifard, Ali; Conaway, Ronald C .; Conaway, Joan Weliky (2003). "Prodlužovací komplex RNA polymerázy II". Roční přehled biochemie. 72 (1): 693–715. doi:10,1146 / annurev.biochem.72.121801.161551. PMID 12676794.
- ^ Orphanides, George; Lagrange, Thierry; Reinberg, Danny (listopad 1996). "Obecné transkripční faktory RNA polymerázy II". Geny a vývoj. 10 (21): 2657–83. doi:10.1101 / gad.10.21.2657. PMID 8946909.
- ^ Gruber, Tanja M .; Gross, Carol A. (říjen 2003). Msgstr "Více podjednotek sigma a rozdělení bakteriálního transkripčního prostoru". Výroční přehled mikrobiologie. 57: 441–66. doi:10.1146 / annurev.micro.57.030502.090913. PMID 14527287.
- ^ Borukhov, Sergej; Nudler, Evgeny (duben 2003). "RNA polymerázový holoenzym: struktura, funkce a biologické důsledky". Současný názor v mikrobiologii. 6 (2): 93–100. doi:10.1016 / S1369-5274 (03) 00036-5. ISSN 1369-5274. PMID 12732296.
- ^ Ebright, Richard H. (Prosinec 2000). „RNA polymeráza: strukturální podobnosti mezi bakteriální RNA polymerázou a eukaryotickou RNA polymerázou II“. Journal of Molecular Biology. 304 (5): 687–98. doi:10.1006 / jmbi.2000.4309. PMID 11124018.
- ^ Chandrangsu, Pete; Helmann, John D. (březen 2014). "Sigma faktory v genové expresi". Encyclopedia of Life Sciences. Chichester: John Wiley & Sons Ltd. doi:10.1002 / 9780470015902.a0000854.pub3. ISBN 978-0-470-01590-2.
- ^ Kornberg, Roger D. (7. srpna 2007). „Molekulární základ eukaryotické transkripce“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 104 (32): 12955–61. Bibcode:2007PNAS..10412955K. doi:10.1073 / pnas.0704138104. PMC 1941834. PMID 17670940.
- ^ Kim, Tae-Kyung; Lagrange, Thierry; Wang, Yuh-Hwa; Griffith, Jack D .; Reinberg, Danny; Ebright, Richard H. (11. listopadu 1997). "Trajektorie DNA v preiniciačním komplexu transkripce RNA polymerázy II". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 94 (23): 12268–73. Bibcode:1997PNAS ... 9412268K. doi:10.1073 / pnas.94.23.12268. PMC 24903. PMID 9356438.
- ^ Kim, Tae-Kyung; Ebright, Richard H.; Reinberg, Danny (květen 2000). "Mechanismus roztavení promotoru závislého na ATP transkripčním faktorem IIH". Věda. 288 (5470): 1418–22. Bibcode:2000 sci ... 288,1418 tis. doi:10.1126 / science.288.5470.1418. PMID 10827951.
externí odkazy
- Obecné + přepis + faktory v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)
- Holoenzymy v USA National Library of Medicine Medical Subject Headings
- DNA přepis videa z YouTube