轉錄因子
編輯在分子生物學中,轉錄因子 (TF)(或序列特異性 DNA 結合因子)是一種蛋白質,它通過結合特定的 DNA 序列來控制遺傳信息從 DNA 到信使 RNA 的轉錄速率。 TF 的功能是調節(打開和關閉)基因,以確保它們在細胞和生物體的整個生命過程中在正確的時間以正確的數量在所需的細胞中表達。 TF 組以協調的方式發揮作用,在整個生命過程中指導細胞分裂、細胞生長和細胞死亡; 胚胎發育過程中的細胞遷移和組織(身體計劃); 間歇性地響應來自細胞外的信號,例如激素。 人類基因組中有多達 1600 個轉錄因子。 轉錄因子是蛋白質組和調節組的成員。
轉錄因子通過促進(作為激活劑)或阻斷(作為阻抑劑)募集 RNA 聚合酶(執行從 DNA 到 RNA 的遺傳信息轉錄的酶)到特定基因的募集,單獨或與復合物中的其他蛋白質一起工作。
轉錄因子的一個決定性特征是它們至少包含一個 DNA 結合域 (DBD),該域附著在與它們調節的基因相鄰的特定 DNA 序列上。 TF 根據其 DBD 分為幾類。 其他蛋白質,如共激活因子、染色質重塑因子、組蛋白乙酰轉移酶、組蛋白脫乙酰酶、激酶和甲基化酶,也是基因調控所必需的,但缺乏 DNA 結合域,因此不是轉錄因子。
TF 在醫學上很受關注,因為 TF 突變會導致特定疾病,并且藥物有可能針對它們。
數量
編輯轉記錄子對于基因表達的調節至關重要,因此存在于所有生物體中。 在生物體中發現的轉錄因子數量隨著基因組大小的增加而增加,并且較大的基因組往往每個基因具有更多的轉錄因子。
人類基因組中大約有 2800 種蛋白質含有 DNA 結合域,其中 1600 種被認為起轉錄因子的作用,盡管其他研究表明它的數量較少。 因此,基因組中大約 10% 的基因編碼轉錄因子,這使得該家族成為人類蛋白質的xxx家族。 此外,基因的兩側通常有幾個不同轉錄因子的結合位點,并且這些基因中的每一個的有效表達都需要幾個不同轉錄因子的協同作用(參見,例如,肝細胞核因子)。 因此,組合使用大約 2000 個人類轉錄因子的一個子集很容易解釋人類基因組中每個基因在發育過程中的獨特調控。
機制
編輯轉記錄子與它們調節的基因相鄰的 DNA 增強子或啟動子區域結合。 取決于轉錄因子,相鄰基因的轉錄被上調或下調。 轉記錄子使用多種機制來調節基因表達。 這些機制包括:
- 穩定或阻斷 RNA 聚合酶與 DNA 的結合
- 催化組蛋白的乙酰化或去乙酰化。 轉錄因子可以直接執行此操作,也可以募集具有這種催化活性的其他蛋白質。 許多轉錄因子使用兩種相反機制中的一種來調節轉錄:
- 組蛋白乙酰轉移酶 (HAT) 活性 – 乙酰化組蛋白,削弱 DNA 與組蛋白的結合,使 DNA 更容易轉錄,從而上調轉錄
- 組蛋白脫乙酰酶 (HDAC) 活性 – 使組蛋白去乙酰化,從而加強 DNA 與組蛋白的結合,使 DNA 不易被轉錄,從而下調轉錄
- 為轉錄因子 DNA 復合物募集共激活因子或輔阻遏蛋白
函數
編輯轉錄因子是讀取和解釋 DNA 中遺傳藍圖的蛋白質組之一。 它們與 DNA 結合并幫助啟動增加或減少基因轉錄的程序。 因此,它們對于許多重要的細胞過程至關重要。
以下是轉錄因子參與的一些重要功能和生物學作用
基礎轉錄調控
在真核生物中,一類重要的轉錄因子稱為一般轉錄因子 (GTF) 是轉錄發生所必需的。 許多這些 GTF 實際上并不結合 DNA,而是直接與 RNA 聚合酶相互作用的大型轉錄預起始復合物的一部分。 最常見的 GTF 是 TFIIA、TFIIB、TFIID(另見 TATA 結合蛋白)、TFIIE、TFIIF 和 TFIIH。 預啟動復合物結合到它們調節的基因上游的 DNA 啟動子區域。
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