WikiDer > Общий фактор транскрипции

General transcription factor
Факторы транскрипции. В средней части над промотором выделенная розовым цветом часть факторов транскрипции - это общие факторы транскрипции.

Общие факторы транскрипции (GTF), также известные как базальные транскрипционные факторы, представляют собой класс белок факторы транскрипции которые привязаны к определенным сайтам (промоутер) на ДНК активировать транскрипция генетической информации от ДНК до информационная РНК. GTFs, РНК-полимераза, а посредник (мультибелковый комплекс) составляют основной транскрипционный аппарат, который сначала связывается с промотором, а затем начинает транскрипцию.[1] GTF также активно участвуют в процессе регуляции генов, и большинство из них необходимы для жизни.[2]

Фактор транскрипции - это белок, который связывается со специфическими последовательностями ДНК (усилитель или промотор), либо отдельно, либо с другими белками в комплексе, чтобы контролировать скорость транскрипции генетической информации из ДНК в информационную РНК, продвигая (служа активатор) или блокирующий (служащий репрессор) рекрутирование 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. Для возникновения транскрипции необходимы общие факторы транскрипции.[8][9][10]

Типы

В бактерии, для инициации транскрипции требуется РНК-полимераза и один GTF: фактор сигма.

Комплекс преинициации транскрипции

В археи и эукариоты, для инициации транскрипции требуется РНК-полимераза и набор несколько GTFs с образованием комплекса преинициации транскрипции. Инициирование транскрипции эукариотами РНК-полимераза II включает следующие GTF:[7][11]

  • TFIIA
  • TFIIB - распознает элемент BRE в промоутерах
  • TFIID - связывается со связывающим белком TATA boxTATA (TBP) и распознает факторы, связанные с TATA boxTBP (TAF), и повышает селективность промотора
  • TFIIE - привлекает и регулирует TFIIH
  • ТФИИФ - Стабилизирует взаимодействие РНК-полимеразы с TBP и TFIIB; помогает привлечь TFIIE и TFIIH
  • TFIIH - Разматывает ДНК в начальной точке транскрипции, фосфорилирует Ser5 РНК-полимеразы CCTD, высвобождает РНК-полимеразу из промотора

Распознать поле TATA

Функция и механизм

В бактериях

Основная статья: Сигма фактор

А фактор сигма белок необходим только для инициации РНК синтез в бактериях.[12] Сигма-факторы обеспечивают специфичность распознавания промотора для РНК-полимеразы (РНКП) и способствуют разделению цепей ДНК, а затем диссоциации от ядра РНК-полимеразы. фермент после инициации транскрипции.[13] Ядро РНК-полимеразы связывается с сигма-фактором с образованием холофермента РНК-полимеразы. Сигма-фактор снижает сродство РНК-полимеразы к неспецифической ДНК, одновременно увеличивая специфичность для промоторов, что позволяет транскрипции инициировать в правильных сайтах. Основной фермент РНК-полимеразы состоит из пяти субъединиц (белковые субъединицы) (~400 кДа).[14] Вследствие ассоциации РНК-полимеразы с сигма-фактором полная РНК-полимераза, таким образом, имеет 6 субъединиц: сигма-субъединицу - в дополнение к двум альфа (α), одной бета (β), одному бета-простому (β ') и одному омега-субъединицам. (ω) субъединицы, составляющие основной фермент (~ 450 кДа). Кроме того, у многих бактерий может быть 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

Основная статья: Комплекс преинициации транскрипции

В комплекс преинициации транскрипции представляет собой большой комплекс белков, который необходим для транскрипции генов, кодирующих белок, у эукариот и архей. Он прикрепляется к промотору ДНК (например, ТАТА-боксу) и помогает позиционировать РНК-полимеразу II на сайтах начала транскрипции гена, денатурирует ДНК и затем запускает транскрипцию.[7][16][17][18]

Сборка комплекса преиницииции транскрипции

Сборка комплекса преинициации транскрипции включает следующие шаги:

  1. Связывающий белок ТАТА (TBP), субъединица TFIID (самый большой GTF) связывается с промотором (TATA-боксом), 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 с образованием комплекса полимеразы II. TFIIB помогает комплексу Pol II правильно связываться.
  3. Затем TFIIE и TFIIH связываются с комплексом и образуют преинициативный комплекс транскрипции. TFIIA / B / E / H удаляются, как только начинается элонгация РНК. TFIID останется, пока не закончится удлинение.
  4. Субъединицы в TFIIH, которые имеют АТФаза и геликаза активность создает отрицательное сверхспиральное натяжение в ДНК. Это отрицательное сверхспиральное натяжение заставляет примерно один виток ДНК раскручиваться и формировать пузырек транскрипции.
  5. Матричная цепь пузыря транскрипции взаимодействует с активным центром РНК-полимеразы II, после чего начинается синтез РНК.

Рекомендации

  1. ^ Пирс, Бенджамин А. (2012). Генетика концептуальный подход (4-е изд.). Нью-Йорк: W.H. Фримен. стр.364–367. ISBN 978-1-4292-3250-0.
  2. ^ Диллон, Найл (2006). «Генная регуляция и крупномасштабная организация хроматина в ядре». Хромосомные исследования. 14 (1): 117–26. Дои:10.1007 / s10577-006-1027-8. PMID 16506101. S2CID 28667905.
  3. ^ Latchman, Дэвид С. (декабрь 1997 г.). «Факторы транскрипции: обзор». Международный журнал биохимии и клеточной биологии. 29 (12): 1305–12. Дои:10.1016 / S1357-2725 (97) 00085-X. ЧВК 2002184. PMID 9570129.
  4. ^ Карин, М. (февраль 1990 г.). «Слишком много факторов транскрипции: положительные и отрицательные взаимодействия». Новый биолог. 2 (2): 126–31. PMID 2128034.
  5. ^ Рёдер, Роберт Г. (сентябрь 1996 г.). «Роль общих факторов инициации в транскрипции РНК-полимеразой II». Тенденции в биохимических науках. 21 (9): 327–35. Дои:10.1016 / S0968-0004 (96) 10050-5. PMID 8870495.
  6. ^ Николов, Д.Б .; Берли, С. (1997). «Инициирование транскрипции РНК-полимеразы II: структурный взгляд». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 94 (1): 15–22. Bibcode:1997ПНАС ... 94 ... 15Н. Дои:10.1073 / пнас.94.1.15. ЧВК 33652. PMID 8990153.
  7. ^ а б c Ли, Тонг Ин; Янг, Ричард А. (2000). «Транскрипция генов, кодирующих эукариотические белки». Ежегодный обзор генетики. 34 (1): 77–137. Дои:10.1146 / annurev.genet.34.1.77. PMID 11092823.
  8. ^ Weinzierl, Роберт О.Дж. (1999). Механизмы экспрессии генов: структура, функция и эволюция базального транскрипционного аппарата. Лондон: Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-126-9.
  9. ^ Риз, Джозеф С. (апрель 2003 г.). «Базальные факторы транскрипции». Текущее мнение в области генетики и развития. 13 (2): 114–8. Дои:10.1016 / S0959-437X (03) 00013-3. PMID 12672487.
  10. ^ Шилатифард, Али; Conaway, Ronald C .; Конавей, Джоан Велики (2003). «Комплекс элонгации РНК-полимеразы II». Ежегодный обзор биохимии. 72 (1): 693–715. Дои:10.1146 / annurev.biochem.72.121801.161551. PMID 12676794.
  11. ^ Орфанид, Джордж; Лагранж, Тьерри; Рейнберг, Дэнни (ноябрь 1996). «Общие факторы транскрипции РНК-полимеразы II». Гены и развитие. 10 (21): 2657–83. Дои:10.1101 / gad.10.21.2657. PMID 8946909.открытый доступ
  12. ^ Грубер, Таня М .; Гросс, Кэрол А. (октябрь 2003 г.). «Множественные сигма-субъединицы и разделение бактериального транскрипционного пространства». Ежегодный обзор микробиологии. 57: 441–66. Дои:10.1146 / annurev.micro.57.030502.090913. PMID 14527287.
  13. ^ Борухов, Сергей; Нудлер, Евгений (апрель 2003 г.). «Холофермент РНК-полимеразы: структура, функция и биологические последствия». Текущее мнение в микробиологии. 6 (2): 93–100. Дои:10.1016 / S1369-5274 (03) 00036-5. ISSN 1369-5274. PMID 12732296.
  14. ^ Эбрайт, Ричард Х. (Декабрь 2000 г.). «РНК-полимераза: структурное сходство между бактериальной РНК-полимеразой и эукариотической РНК-полимеразой II». Журнал молекулярной биологии. 304 (5): 687–98. Дои:10.1006 / jmbi.2000.4309. PMID 11124018.
  15. ^ Чандрансу, Пит; Хельманн, Джон Д. (март 2014 г.). «Сигма-факторы в экспрессии генов». Энциклопедия наук о жизни. Чичестер: John Wiley & Sons Ltd. Дои:10.1002 / 9780470015902.a0000854.pub3. ISBN 978-0-470-01590-2.
  16. ^ Корнберг, Роджер Д. (7 августа 2007 г.). «Молекулярные основы эукариотической транскрипции». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 104 (32): 12955–61. Bibcode:2007ПНАС..10412955K. Дои:10.1073 / pnas.0704138104. ЧВК 1941834. PMID 17670940.
  17. ^ Ким, Тэ-Гён; Лагранж, Тьерри; Ван, Юх-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. Дои:10.1073 / пнас.94.23.12268. ЧВК 24903. PMID 9356438.
  18. ^ Ким, Тэ-Гён; Эбрайт, Ричард Х.; Рейнберг, Дэнни (май 2000). «Механизм плавления АТФ-зависимого промотора под действием фактора транскрипции IIH». Наука. 288 (5470): 1418–22. Bibcode:2000Sci ... 288.1418K. Дои:10.1126 / science.288.5470.1418. PMID 10827951.

внешняя ссылка