Общий фактор транскрипции

Общие факторы транскрипции ( GTF ), также известные как базальные факторы транскрипции, представляют собой класс белковых факторов транскрипции , которые связываются со специфическими сайтами ( промоторами ) на ДНК, чтобы активировать транскрипцию генетической информации с ДНК на информационную РНК . GTF, РНК-полимераза и медиатор (мультибелковый комплекс) составляют основной транскрипционный аппарат, который сначала связывается с промотором, а затем запускает транскрипцию. ^[1] GTF также тесно вовлечены в процесс регуляции генов, и большинство из них необходимы для жизни. ^[2]

Фактор транскрипции — это белок, который связывается со специфическими последовательностями ДНК ( энхансером или промотором) либо отдельно, либо с другими белками в комплексе, чтобы контролировать скорость транскрипции генетической информации с ДНК на информационную РНК путем стимулирования (служа активатором ) . или блокирование (служащее репрессором ) рекрутирования 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 осуществления транскрипции необходимы общие факторы транскрипции. ^[8]^[9]^[10]

Типы

У бактерий инициация транскрипции требует РНК-полимеразы и одного GTF: сигма-фактора .

У архей и эукариот инициация транскрипции требует РНК-полимеразы и набора нескольких GTF для формирования комплекса преинициации транскрипции. Инициация транскрипции эукариотической РНК-полимеразой II включает следующие GTF: ^[7]^[11]

TFIIA – стабилизирует взаимодействие между TATA-боксом и TFIID/TATA-связывающим белком (TBP).
TFIIB - распознает элемент распознавания B (BRE) в промоторах.
TFIID - связывается с TBP и распознает факторы, связанные с TBP (TAF), а также повышает селективность промотора.
TFIIE – привлекает и регулирует TFIIH
TFIIF – стабилизирует взаимодействие РНК-полимеразы с TBP и TFIIB; помогает привлечь TFIIE и TFIIH
TFIIH – раскручивает ДНК в точке начала транскрипции, фосфорилирует Ser5 РНК-полимеразы CCTD, высвобождает РНК-полимеразу из промотора.

Функция и механизм

У бактерий

Сигма -фактор — это белок, необходимый только для инициации синтеза РНК у бактерий. ^[12] Сигма-факторы обеспечивают специфичность распознавания промотора РНК-полимеразы (РНКП) и способствуют разделению цепи ДНК, а затем диссоциации от основного фермента РНК-полимеразы после инициации транскрипции. ^[13] Ядро РНК-полимеразы связывается с сигма-фактором, образуя голофермент РНК-полимеразы. Сигма-фактор снижает сродство РНК-полимеразы к неспецифической ДНК, одновременно повышая специфичность к промоторам, позволяя инициировать транскрипцию в правильных сайтах. Основной фермент РНК-полимеразы состоит из пяти субъединиц ( белковых субъединиц ) (~400 кДа ). ^[14] Таким образом, из-за ассоциации РНК-полимеразы с сигма-фактором полная РНК-полимераза имеет 6 субъединиц: сигма-субъединицу в дополнение к двум альфа (α), одной бета (β), одной бета-субъединице (β') и одной омега-субъединице. (ω) субъединицы, составляющие основной фермент (~450 кДа). Кроме того, многие бактерии могут иметь 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

Комплекс преинициации транскрипции представляет собой большой комплекс белков, необходимый для транскрипции белок-кодирующих генов у эукариот и архей. Он прикрепляется к промотору ДНК (ei, TATA-бокс) и помогает позиционировать РНК-полимеразу II к местам начала транскрипции гена, денатурирует ДНК, а затем запускает транскрипцию. ^[7]^[16]^[17]^[18]

Сборка комплекса преинициации транскрипции

Сборка комплекса преинициации транскрипции состоит из следующих этапов:

ТАТА-связывающий белок (TBP), субъединица TFIID (самый крупный GTF), связывается с промотором (ТАТА-бокс), создавая резкий изгиб ДНК промотора. Затем взаимодействия TBP-TFIIA привлекают TFIIA к промотору.
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.
Затем TFIIE и TFIIH связываются с комплексом и образуют комплекс преинициации транскрипции. TFIIA/B/E/H уходят, как только начинается элонгация РНК. TFIID будет оставаться до тех пор, пока элонгация не завершится.
Субъединицы внутри TFIIH, обладающие АТФазной и геликазной активностью, создают отрицательное сверхспиральное натяжение в ДНК. Это отрицательное суперспиральное натяжение приводит к раскручиванию примерно одного витка ДНК и образованию транскрипционного пузыря.
Матричная цепь транскрипционного пузыря взаимодействует с активным центром РНК-полимеразы II, после чего начинается синтез РНК.

Ссылки

^ Пирс, Бенджамин А. (2012). Генетика концептуальный подход (4-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. стр. 364–367 . ISBN 978-1-4292-3250-0 .
^ Диллон, Найл (2006). «Регуляция генов и крупномасштабная организация хроматина в ядре». Хромосомные исследования . 14 (1): 117–26. дои : 10.1007/s10577-006-1027-8 . ПМИД 16506101 . S2CID 28667905 .
^ Латчман, 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 . ПМИД 9570129 .
^ Карин, М. (февраль 1990 г.). «Слишком много факторов транскрипции: положительные и отрицательные взаимодействия». Новый биолог . 2 (2): 126–31. ПМИД 2128034 .
^ Редер, Роберт Г. (сентябрь 1996 г.). «Роль общих факторов инициации транскрипции РНК-полимеразой II». Тенденции биохимических наук . 21 (9): 327–35. дои : 10.1016/S0968-0004(96)10050-5 . ПМИД 8870495 .
^ Николов, Д.Б.; Берли, СК (1997). «Инициация транскрипции РНК-полимеразы II: структурный взгляд» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (1): 15–22. Бибкод : 1997ПНАС...94...15Н . дои : 10.1073/pnas.94.1.15 . ПМК 33652 . ПМИД 8990153 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с 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 . ПМИД 11092823 .
^ Вайнцирль, Роберт О.Дж. (1999). Механизмы экспрессии генов: структура, функции и эволюция базального транскрипционного аппарата . Лондон: Издательство Имперского колледжа. ISBN 978-1-86094-126-9 .
^ Риз, Джозеф К. (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 . ПМИД 12672487 .
^ Шилатифард, Али; Конэуэй, Рональд К.; Конэуэй, Джоан Велики (2003). «Комплекс элонгации РНК-полимеразы II». Ежегодный обзор биохимии . 72 (1): 693–715. doi : 10.1146/annurev.biochem.72.121801.161551 . ПМИД 12676794 .
^ Орфанидес, Джордж; Лагранж, Тьерри; Рейнберг, Дэнни (ноябрь 1996 г.). «Общие факторы транскрипции РНК-полимеразы II» . Гены и развитие . 10 (21): 2657–83. дои : 10.1101/gad.10.21.2657 . ПМИД 8946909 .
^ 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 . ПМИД 14527287 .
^ Борухов, Сергей; Нудлер, Евгений (апрель 2003 г.). «Голофермент РНК-полимеразы: структура, функции и биологическое значение». Современное мнение в микробиологии . 6 (2): 93–100. дои : 10.1016/S1369-5274(03)00036-5 . ISSN 1369-5274 . ПМИД 12732296 .
^ 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 . ПМИД 11124018 .
^ Чандрангсу, Пит; Хельманн, Джон Д. (март 2014 г.). «Сигма-факторы в экспрессии генов». Энциклопедия наук о жизни . Чичестер: John Wiley & Sons Ltd. doi : 10.1002/9780470015902.a0000854.pub3 . ISBN 978-0-470-01590-2 .
^ Корнберг, Роджер Д. (7 августа 2007 г.). «Молекулярные основы транскрипции эукариот» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (32): 12955–61. Бибкод : 2007PNAS..10412955K . дои : 10.1073/pnas.0704138104 . ЧВК 1941834 . ПМИД 17670940 .
^ Ким, Тэ Гён; Лагранж, Тьерри; Ван, Ю-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. Бибкод : 1997PNAS...9412268K . дои : 10.1073/pnas.94.23.12268 . ПМК 24903 . ПМИД 9356438 .
^ Ким, Тэ Гён; Эбрайт, Ричард Х .; Рейнберг, Дэнни (май 2000 г.). «Механизм плавления АТФ-зависимого промотора транскрипционным фактором IIH». Наука . 288 (5470): 1418–22. Бибкод : 2000Sci...288.1418K . дои : 10.1126/science.288.5470.1418 . ПМИД 10827951 .

Внешние ссылки

Общие + транскрипция + факторы Национальной медицинской библиотеки США в медицинских предметных рубриках (MeSH)
Голоферменты в медицинских предметных рубриках Национальной медицинской библиотеки США.
Видео о транскрипции ДНК на YouTube

[1] Пирс, Бенджамин А. (2012). Генетика концептуальный подход (4-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. стр. 364–367 . ISBN 978-1-4292-3250-0 .

[pmid16506101-2] Диллон, Найл (2006). «Регуляция генов и крупномасштабная организация хроматина в ядре». Хромосомные исследования . 14 (1): 117–26. дои : 10.1007/s10577-006-1027-8 . ПМИД 16506101 . S2CID 28667905 .

[3] Латчман, 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 . ПМИД 9570129 .

[4] Карин, М. (февраль 1990 г.). «Слишком много факторов транскрипции: положительные и отрицательные взаимодействия». Новый биолог . 2 (2): 126–31. ПМИД 2128034 .

[5] Редер, Роберт Г. (сентябрь 1996 г.). «Роль общих факторов инициации транскрипции РНК-полимеразой II». Тенденции биохимических наук . 21 (9): 327–35. дои : 10.1016/S0968-0004(96)10050-5 . ПМИД 8870495 .

[6] Николов, Д.Б.; Берли, СК (1997). «Инициация транскрипции РНК-полимеразы II: структурный взгляд» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (1): 15–22. Бибкод : 1997ПНАС...94...15Н . дои : 10.1073/pnas.94.1.15 . ПМК 33652 . ПМИД 8990153 .

[pmid11092823-7] Jump up to: ^а ^б ^с 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 . ПМИД 11092823 .

[8] Вайнцирль, Роберт О.Дж. (1999). Механизмы экспрессии генов: структура, функции и эволюция базального транскрипционного аппарата . Лондон: Издательство Имперского колледжа. ISBN 978-1-86094-126-9 .

[9] Риз, Джозеф К. (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 . ПМИД 12672487 .

[10] Шилатифард, Али; Конэуэй, Рональд К.; Конэуэй, Джоан Велики (2003). «Комплекс элонгации РНК-полимеразы II». Ежегодный обзор биохимии . 72 (1): 693–715. doi : 10.1146/annurev.biochem.72.121801.161551 . ПМИД 12676794 .

[pmidc-11] Орфанидес, Джордж; Лагранж, Тьерри; Рейнберг, Дэнни (ноябрь 1996 г.). «Общие факторы транскрипции РНК-полимеразы II» . Гены и развитие . 10 (21): 2657–83. дои : 10.1101/gad.10.21.2657 . ПМИД 8946909 .

[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 . ПМИД 14527287 .

[13] Борухов, Сергей; Нудлер, Евгений (апрель 2003 г.). «Голофермент РНК-полимеразы: структура, функции и биологическое значение». Современное мнение в микробиологии . 6 (2): 93–100. дои : 10.1016/S1369-5274(03)00036-5 . ISSN 1369-5274 . ПМИД 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 . ПМИД 11124018 .

[15] Чандрангсу, Пит; Хельманн, Джон Д. (март 2014 г.). «Сигма-факторы в экспрессии генов». Энциклопедия наук о жизни . Чичестер: John Wiley & Sons Ltd. doi : 10.1002/9780470015902.a0000854.pub3 . ISBN 978-0-470-01590-2 .

[16] Корнберг, Роджер Д. (7 августа 2007 г.). «Молекулярные основы транскрипции эукариот» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (32): 12955–61. Бибкод : 2007PNAS..10412955K . дои : 10.1073/pnas.0704138104 . ЧВК 1941834 . ПМИД 17670940 .

[17] Ким, Тэ Гён; Лагранж, Тьерри; Ван, Ю-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. Бибкод : 1997PNAS...9412268K . дои : 10.1073/pnas.94.23.12268 . ПМК 24903 . ПМИД 9356438 .

[18] Ким, Тэ Гён; Эбрайт, Ричард Х .; Рейнберг, Дэнни (май 2000 г.). «Механизм плавления АТФ-зависимого промотора транскрипционным фактором IIH». Наука . 288 (5470): 1418–22. Бибкод : 2000Sci...288.1418K . дои : 10.1126/science.288.5470.1418 . ПМИД 10827951 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]