Фактор транскрипции
-
Определение и функции транскрипционных факторов
- Транскрипционные факторы (TF) контролируют скорость транскрипции генов.
- TF связываются с ДНК и регулируют экспрессию генов.
- TF участвуют в клеточном делении, росте, гибели, миграции и эмбриональном развитии.
-
Структура и классификация TF
- TF содержат ДНК-связывающий домен (DBD).
- TF сгруппированы в классы на основе DBD.
- Другие белки, такие как коактиваторы и ремоделировщики хроматина, также участвуют в регуляции генов.
-
Количество и распределение TF
- В геноме человека около 1600 TF.
- TF присутствуют во всех живых организмах и их количество увеличивается с размером генома.
- Гены часто окружены несколькими сайтами связывания с TF.
-
Механизм действия TF
- TF связываются с энхансерными или промоторными участками ДНК.
- TF регулируют транскрипцию соседних генов вверх или вниз.
- TF используют различные механизмы регуляции, включая стабилизацию или блокировку связывания РНК-полимеразы.
-
Функции TF
- TF участвуют в базальной регуляции транскрипции.
- TF дифференцированно регулируют экспрессию генов.
- TF участвуют в развитии, реагируя на стимулы и изменяя морфологию клеток.
- TF реагируют на межклеточные сигналы и окружающую среду.
- TF контролируют клеточный цикл и участвуют в патогенезе.
-
Регулирование TF
- TF регулируются самими собой и другими факторами транскрипции.
- Синтез и ядерная локализация TF также регулируются.
- TF могут активировать или блокировать транскрипцию генов.
-
Активация и деактивация факторов транскрипции
- Связывание лиганда влияет на местоположение и активность фактора транскрипции.
- Фосфорилирование необходимо для связывания с ДНК.
- Взаимодействие с другими факторами транскрипции и корегуляторными белками.
-
Доступность сайта связывания ДНК
- ДНК внутри нуклеосом недоступна для многих факторов транскрипции.
- Некоторые факторы транскрипции могут связывать нуклеосомную ДНК.
- Нуклеосомы должны раскручиваться для доступа к сайту связывания.
-
Наличие других кофакторов/факторов транскрипции
- Большинство факторов транскрипции работают в комплексе.
- Кофакторы модулируют действие факторов транскрипции.
- Кофакторы взаимозаменяемы между промоторами генов.
-
Взаимодействие с метилированным цитозином
- Метилирование CpG-сайтов влияет на экспрессию генов.
- Ферменты TET играют ключевую роль в деметилировании CpG.
- Факторы транскрипции могут связываться с метилированными CpG-сайтами.
-
Структура факторов транскрипции
- Факторы транскрипции содержат ДНК-связывающий домен, активационный домен и сигналочувствительный домен.
- ДНК-связывающий домен взаимодействует с ДНК через электростатические и Ван-дер-ваальсовы силы.
-
Клиническое значение
- Мутации в факторах транскрипции связаны с заболеваниями.
- Факторы транскрипции являются мишенями для лекарственных препаратов.
-
Воздействие на факторы транскрипции
- Возможно прямое воздействие на факторы транскрипции, такие как NF-κB, с помощью лекарственных препаратов.
- Факторы транскрипции, не относящиеся к ядерным рецепторам, труднее поддаются низкомолекулярной терапии.
-
Роль в эволюции
- Дупликация генов сыграла решающую роль в эволюции видов, особенно факторов транскрипции.
- Изменения специфичности связывания ДНК с единственной копией фактора транскрипции могут происходить без потери функции.
-
Роль в биоконтрольной деятельности
- Факторы транскрипции играют важную роль в развитии резистентности.
- Устойчивость к окислительному стрессу и чувствительность к щелочному pH связаны с факторами транскрипции Yap1 и Rim101.
-
Анализ факторов транскрипции
- Используются методы секвенирования ДНК и исследования баз данных.
- Белковую версию фактора транскрипции можно обнаружить с помощью антител.
- Анализ сдвига электрофоретической подвижности (EMSA) определяет профиль активации факторов транскрипции.
- Иммунопреципитация хроматина (ChIP) используется для идентификации сайтов связывания транскрипционных факторов.
-
Классификация факторов транскрипции
- Факторы транскрипции классифицируются по механизму действия, регуляторной функции и гомологии последовательностей.
- Механистические факторы транскрипции делятся на общие и восходящие.
- Функциональные факторы транскрипции делятся на конститутивно активные, развивающиеся и лиганд-зависимые.
- Структурные факторы транскрипции классифицируются по сходству последовательностей ДНК-связывающих доменов.
-
Базы данных о факторах транскрипции
- Существует множество баз данных, каталогизирующих информацию о факторах транскрипции.
- Примеры включают footprintDB, JASPAR, PlantTFD, TcoF-DB, TFcheckpoint и transcriptionfactor.org.