Dalam semua organisma (kecuali beberapa virus), pelaksanaan bahan genetik berlaku mengikut sistem DNA-RNA-protein. Pada peringkat pertama, maklumat ditulis semula (transkripsi) daripada satu asid nukleik kepada asid nukleik yang lain. Protein yang mengawal proses ini dipanggil faktor transkripsi.
Apakah itu transkripsi
Transkripsi ialah biosintesis molekul RNA berdasarkan templat DNA. Ini mungkin disebabkan oleh pelengkap asas nitrogen tertentu yang membentuk asid nukleik. Sintesis dijalankan oleh enzim khusus - polimerase RNA dan dikawal oleh banyak protein pengawalseliaan.
Keseluruhan genom tidak ditranskripsikan sekaligus, tetapi hanya sebahagian tertentu daripadanya, dipanggil transkripton. Yang terakhir termasuk promoter (tapak lampiran RNA polimerase) dan terminator (jujukan yang mengaktifkan penyiapan sintesis).
Transkripton prokariotik ialah operon yang terdiri daripada beberapa gen struktur (cistron). Berdasarkan itu, RNA polycistronic disintesis,mengandungi maklumat tentang urutan asid amino sekumpulan protein yang berkaitan dengan fungsi. Transkrip eukariotik mengandungi hanya satu gen.
Peranan biologi proses transkripsi ialah pembentukan jujukan RNA templat, berdasarkan sintesis protein (terjemahan) dijalankan dalam ribosom.
sintesis RNA dalam prokariot dan eukariota
Skim sintesis RNA adalah sama untuk semua organisma dan merangkumi 3 peringkat:
- Initiation - lampiran polimerase pada promoter, pengaktifan proses.
- Pemanjangan - lanjutan rantai nukleotida dalam arah dari 3' hingga 5' berakhir dengan penutupan ikatan fosfodiester antara bes nitrogen, yang dipilih sebagai pelengkap kepada monomer DNA.
- Penamatan ialah penyempurnaan proses sintesis.
Dalam prokariot, semua jenis RNA ditranskripsikan oleh satu polimerase RNA, yang terdiri daripada lima protomer (β, β', ω dan dua subunit α), yang bersama-sama membentuk enzim teras yang mampu meningkatkan rantaian ribonukleotida.. Terdapat juga unit tambahan σ, yang tanpanya lampiran polimerase pada promoter adalah mustahil. Kompleks teras dan faktor sigma dipanggil holoenzim.
Walaupun hakikatnya subunit σ tidak selalu dikaitkan dengan teras, ia dianggap sebagai sebahagian daripada polimerase RNA. Dalam keadaan berpisah, sigma tidak dapat mengikat kepada promoter, hanya sebagai sebahagian daripada holoenzim. Selepas selesai permulaan, protomer ini berpisah daripada teras, digantikan oleh faktor pemanjangan.
Ciriprokariot ialah gabungan proses terjemahan dan transkripsi. Ribosom segera bergabung dengan RNA yang mula disintesis dan membina rantai asid amino. Transkripsi terhenti kerana pembentukan struktur jepit rambut di kawasan terminator. Pada peringkat ini, kompleks DNA-polimerase-RNA rosak.
Dalam sel eukariotik, transkripsi dijalankan oleh tiga enzim:
- RNA polimerase l – mensintesis RNA 28S dan 18S-ribosomal.
- RNA polimerase ll – mentranskripsi gen pengekodan protein dan RNA nuklear kecil.
- RNA polymerase lll - bertanggungjawab untuk sintesis tRNA dan 5S rRNA (subunit kecil ribosom).
Tiada satu pun daripada enzim ini yang mampu memulakan transkripsi tanpa penyertaan protein khusus yang menyediakan interaksi dengan promoter. Intipati proses adalah sama seperti dalam prokariot, tetapi setiap peringkat adalah lebih rumit dengan penyertaan lebih banyak elemen berfungsi dan pengawalseliaan, termasuk unsur pengubahsuai kromatin. Pada peringkat permulaan sahaja, kira-kira seratus protein terlibat, termasuk beberapa faktor transkripsi, manakala dalam bakteria, satu subunit sigma cukup untuk mengikat kepada promoter dan kadangkala bantuan pengaktif diperlukan.
Sumbangan paling penting peranan biologi transkripsi dalam biosintesis pelbagai jenis protein menentukan keperluan untuk sistem yang ketat untuk mengawal bacaan gen.
Peraturan transkrip
Di dalam sel tiada bahan genetik direalisasikan sepenuhnya: hanya sebahagian daripada gen ditranskripsi, manakala selebihnya tidak aktif. Ini mungkin kerana kompleksmekanisme pengawalseliaan yang menentukan dari mana segmen DNA dan dalam kuantiti berapa jujukan RNA akan disintesis.
Dalam organisma unisel, aktiviti pembezaan gen mempunyai nilai penyesuaian, manakala dalam organisma multiselular ia juga menentukan proses embriogenesis dan ontogenesis, apabila jenis tisu yang berbeza terbentuk berdasarkan satu genom.
Ekspresi gen dikawal pada beberapa peringkat. Langkah yang paling penting ialah peraturan transkripsi. Makna biologi mekanisme ini adalah untuk mengekalkan jumlah yang diperlukan pelbagai protein yang diperlukan oleh sel atau organisma pada saat tertentu kewujudan.
Terdapat pelarasan biosintesis pada tahap lain, seperti pemprosesan, terjemahan dan pengangkutan RNA daripada nukleus ke sitoplasma (yang terakhir tiada dalam prokariot). Apabila dikawal secara positif, sistem ini bertanggungjawab untuk penghasilan protein berdasarkan gen yang diaktifkan, yang merupakan makna biologi transkripsi. Walau bagaimanapun, pada mana-mana peringkat rantaian boleh digantung. Beberapa ciri pengawalseliaan dalam eukariota (promotor alternatif, penyambungan, pengubahsuaian tapak poliadenelasi) membawa kepada kemunculan varian molekul protein yang berbeza berdasarkan urutan DNA yang sama.
Memandangkan pembentukan RNA ialah langkah pertama dalam penyahkodan maklumat genetik dalam perjalanan ke biosintesis protein, peranan biologi proses transkripsi dalam mengubahsuai fenotip sel adalah jauh lebih penting daripada peraturan pemprosesan atau terjemahan.
Penentuan aktiviti gen tertentu seperti dalamdalam kedua-dua prokariot dan eukariota, ia berlaku pada peringkat permulaan dengan bantuan suis tertentu, yang merangkumi kawasan pengawalseliaan DNA dan faktor transkripsi (TF). Pengendalian suis tersebut tidak berautonomi, tetapi berada di bawah kawalan ketat sistem selular lain. Terdapat juga mekanisme pengawalan sintesis RNA yang tidak khusus, yang memastikan laluan normal permulaan, pemanjangan dan penamatan.
Konsep faktor transkripsi
Berbeza dengan unsur pengawalseliaan genom, faktor transkripsi adalah protein secara kimia. Dengan mengikat kawasan tertentu DNA, ia boleh mengaktifkan, menghalang, mempercepat atau memperlahankan proses transkripsi.
Bergantung pada kesan yang dihasilkan, faktor transkripsi prokariot dan eukariota boleh dibahagikan kepada dua kumpulan: pengaktif (memulakan atau meningkatkan keamatan sintesis RNA) dan penindas (menindas atau menghalang proses). Pada masa ini, lebih daripada 2000 TF telah ditemui dalam pelbagai organisma.
Peraturan transkripsi dalam prokariot
Dalam prokariot, kawalan sintesis RNA berlaku terutamanya pada peringkat permulaan disebabkan oleh interaksi TF dengan kawasan tertentu transkrip - pengendali yang terletak di sebelah promoter (kadang-kadang bersilang dengannya) dan, sebenarnya, adalah tapak pendaratan untuk protein pengawalseliaan (pengaktif atau penindas). Bakteria dicirikan oleh cara lain kawalan pembezaan gen - sintesis subunit σ alternatif yang bertujuan untuk kumpulan promoter yang berbeza.
Ungkapan operon sebahagianboleh dikawal pada peringkat pemanjangan dan penamatan, tetapi bukan disebabkan oleh TF yang mengikat DNA, tetapi disebabkan oleh protein yang berinteraksi dengan polimerase RNA. Ini termasuk protein Gre dan faktor anti-terminator Nus dan RfaH.
Pemanjangan dan penamatan transkripsi dalam prokariot dipengaruhi dengan cara tertentu oleh sintesis protein selari. Dalam eukariota, kedua-dua proses ini sendiri dan faktor transkripsi dan terjemahan dipisahkan mengikut ruang, yang bermaksud bahawa ia tidak berkaitan secara fungsi.
Pengaktif dan penekan
Prokariota mempunyai dua mekanisme peraturan transkripsi pada peringkat permulaan:
- positif - dijalankan oleh protein pengaktif;
- negatif - dikawal oleh penindas.
Apabila faktor dikawal secara positif, lampiran faktor kepada pengendali mengaktifkan gen, dan apabila ia negatif, sebaliknya, ia mematikannya. Keupayaan protein pengawalseliaan untuk mengikat DNA bergantung pada lampiran ligan. Peranan yang terakhir ini biasanya dimainkan oleh metabolit selular berat molekul rendah, yang dalam kes ini bertindak sebagai coactivator dan corepressor.
Mekanisme tindakan penindas adalah berdasarkan pertindihan kawasan promoter dan operator. Dalam operon dengan struktur ini, lampiran faktor protein pada DNA menutup sebahagian tapak pendaratan untuk RNA polimerase, menghalang yang terakhir daripada memulakan transkripsi.
Pengaktif berfungsi pada penganjur yang lemah dan berfungsi rendah yang kurang dikenali oleh polimerase RNA atau sukar dicairkan (helai heliks yang berasinganDNA diperlukan untuk memulakan transkripsi). Dengan menyertai pengendali, faktor protein berinteraksi dengan polimerase, meningkatkan kebarangkalian permulaan dengan ketara. Pengaktif dapat meningkatkan keamatan transkripsi sebanyak 1000 kali ganda.
Sesetengah TF prokariotik boleh bertindak sebagai pengaktif dan penindas bergantung pada lokasi pengendali berhubung dengan penganjur: jika kawasan ini bertindih, faktor tersebut menghalang transkripsi, jika tidak, ia akan mencetuskan.
| Fungsi ligan berkenaan dengan faktor | Keadaan ligan | Peraturan negatif | Peraturan Positif |
| Menyediakan pemisahan daripada DNA | Menyertai | Penyingkiran protein penindas, pengaktifan gen | Penyingkiran protein pengaktif, penutupan gen |
| Menambahkan faktor pada DNA | Padam | Penyingkiran penindas, kemasukan transkripsi | Alih keluar pengaktif, matikan transkripsi |
Peraturan negatif boleh dipertimbangkan pada contoh operon tryptophan bakteria E. coli, yang dicirikan oleh lokasi operator dalam jujukan promoter. Protein penindas diaktifkan oleh lampiran dua molekul triptofan, yang mengubah sudut domain pengikat DNA supaya ia boleh memasuki alur utama heliks berganda. Pada kepekatan tryptophan yang rendah, penindas kehilangan ligannya dan menjadi tidak aktif semula. Dalam erti kata lain, kekerapan permulaan transkripsiberkadar songsang dengan jumlah metabolit.
Sesetengah operon bakteria (contohnya, laktosa) menggabungkan mekanisme pengawalseliaan positif dan negatif. Sistem sedemikian diperlukan apabila satu isyarat tidak mencukupi untuk kawalan rasional ekspresi. Oleh itu, operon laktosa mengekod enzim yang mengangkut ke dalam sel dan kemudian memecahkan laktosa, sumber tenaga alternatif yang kurang menguntungkan daripada glukosa. Oleh itu, hanya pada kepekatan rendah yang terakhir, protein CAP mengikat DNA dan memulakan transkripsi. Walau bagaimanapun, ini hanya dinasihatkan dengan kehadiran laktosa, yang ketiadaannya membawa kepada pengaktifan penindas Lac, yang menyekat akses polimerase kepada promoter walaupun dengan kehadiran bentuk berfungsi protein pengaktif.
Disebabkan oleh struktur operon dalam bakteria, beberapa gen dikawal oleh satu kawasan pengawalseliaan dan 1-2 TF, manakala dalam eukariota, gen tunggal mempunyai sejumlah besar unsur pengawalseliaan, setiap satunya bergantung kepada banyak yang lain. faktor. Kerumitan ini sepadan dengan tahap tinggi organisasi eukariota, dan terutamanya organisma multiselular.
Kawal selia sintesis mRNA dalam eukariota
Kawalan ekspresi gen eukariotik ditentukan oleh tindakan gabungan dua elemen: fakta transkripsi protein (TF) dan urutan DNA pengawalseliaan yang boleh terletak di sebelah promoter, jauh lebih tinggi daripadanya, dalam intron atau selepas gen (bermaksud rantau pengekodan, dan bukan gen dalam makna penuhnya).
Sesetengah kawasan bertindak sebagai suis, yang lain tidak berinteraksisecara langsung dengan TF, tetapi berikan molekul DNA fleksibiliti yang diperlukan untuk pembentukan struktur seperti gelung yang mengiringi proses pengaktifan transkrip. Kawasan sedemikian dipanggil spacer. Semua urutan kawal selia bersama-sama dengan penganjur membentuk kawasan kawalan gen.
Perlu diperhatikan bahawa tindakan faktor transkripsi itu sendiri hanyalah sebahagian daripada peraturan ekspresi genetik berbilang peringkat yang kompleks, di mana sejumlah besar elemen menambah kepada vektor yang terhasil, yang menentukan sama ada RNA akan akhirnya disintesis daripada kawasan genom tertentu.
Faktor tambahan dalam kawalan transkripsi dalam sel nuklear ialah perubahan dalam struktur kromatin. Di sini, kedua-dua peraturan total (disediakan oleh pengedaran kawasan heterochromatin dan euchromatin) dan peraturan tempatan yang berkaitan dengan gen tertentu hadir. Agar polimerase berfungsi, semua peringkat pemadatan DNA, termasuk nukleosom, mesti dihapuskan.
Kepelbagaian faktor transkripsi dalam eukariota dikaitkan dengan sejumlah besar pengawal selia, yang termasuk penguat, penyenyap (penambah dan penyenyap), serta elemen penyesuai dan penebat. Tapak ini boleh terletak berhampiran dan pada jarak yang agak jauh dari gen (sehingga 50 ribu bp).
Enhancer, penyenyap dan elemen penyesuai
Penambah ialah DNA berjujukan pendek yang mampu mencetuskan transkripsi apabila berinteraksi dengan protein pengawalseliaan. Penghampiran penguat kepada kawasan promoter gendijalankan kerana pembentukan struktur DNA seperti gelung. Pengikatan pengaktif pada penambah sama ada merangsang pemasangan kompleks permulaan atau membantu polimerase meneruskan pemanjangan.
Peningkatan mempunyai struktur yang kompleks dan terdiri daripada beberapa tapak modul, yang setiap satunya mempunyai protein pengawalseliaannya sendiri.
Penyenyap ialah kawasan DNA yang menyekat atau mengecualikan sepenuhnya kemungkinan transkripsi. Mekanisme operasi suis sedemikian masih tidak diketahui. Salah satu kaedah yang dihipotesiskan ialah pendudukan kawasan besar DNA oleh protein khas kumpulan SIR, yang menyekat akses kepada faktor permulaan. Dalam kes ini, semua gen yang terletak dalam beberapa ribu pasangan asas daripada penyenyap dimatikan.
Elemen penyesuai dalam kombinasi dengan TF yang mengikatnya membentuk kelas suis genetik yang berasingan yang bertindak balas secara selektif kepada hormon steroid, AMP kitaran dan glukokortikoid. Blok kawal selia ini bertanggungjawab terhadap tindak balas sel terhadap kejutan haba, pendedahan kepada logam dan sebatian kimia tertentu.
Di antara kawasan kawalan DNA, satu lagi jenis unsur dibezakan - penebat. Ini adalah urutan khusus yang menghalang faktor transkripsi daripada mempengaruhi gen yang jauh. Mekanisme tindakan penebat masih belum dijelaskan.
Faktor transkripsi eukariotik
Jika faktor transkripsi dalam bakteria hanya mempunyai fungsi pengawalseliaan, maka dalam sel nuklear terdapat keseluruhan kumpulan TF yang menyediakan permulaan latar belakang, tetapi pada masa yang sama secara langsung bergantung pada pengikatan kepadaProtein pengawalseliaan DNA. Bilangan dan kepelbagaian yang terakhir dalam eukariota adalah sangat besar. Oleh itu, dalam tubuh manusia, bahagian jujukan yang mengekod faktor transkripsi protein adalah kira-kira 10% daripada genom.
Sehingga kini, TF eukariotik tidak difahami dengan baik, begitu juga dengan mekanisme operasi suis genetik, yang strukturnya jauh lebih rumit daripada model pengawalan positif dan negatif dalam bakteria. Tidak seperti yang terakhir, aktiviti faktor transkripsi sel nuklear tidak dipengaruhi oleh satu atau dua, tetapi oleh berpuluh-puluh malah ratusan isyarat yang boleh saling menguatkan, melemahkan atau mengecualikan satu sama lain.
Di satu pihak, pengaktifan gen tertentu memerlukan keseluruhan kumpulan faktor transkripsi, tetapi sebaliknya, satu protein pengawalseliaan mungkin mencukupi untuk mencetuskan ekspresi beberapa gen melalui mekanisme lata. Keseluruhan sistem ini ialah komputer kompleks yang memproses isyarat daripada sumber yang berbeza (kedua-dua luaran dan dalaman) dan menambahkan kesannya pada hasil akhir dengan tanda tambah atau tolak.
Faktor transkripsi kawal selia dalam eukariota (pengaktif dan penekan) tidak berinteraksi dengan pengendali, seperti dalam bakteria, tetapi dengan tapak kawalan yang tersebar di atas DNA dan menjejaskan permulaan melalui perantara, yang boleh menjadi protein pengantara, faktor kompleks permulaan dan enzim yang mengubah struktur kromatin.
Dengan pengecualian beberapa TF yang disertakan dalam kompleks pra-permulaan, semua faktor transkripsi mempunyai domain pengikat DNA yang membezakanmereka daripada pelbagai protein lain yang memastikan laluan normal transkripsi atau bertindak sebagai perantara dalam pengawalannya.
Kajian terkini menunjukkan bahawa TF eukariotik boleh menjejaskan bukan sahaja permulaan tetapi juga pemanjangan transkripsi.
Pelbagai dan klasifikasi
Dalam eukariota, terdapat 2 kumpulan faktor transkripsi protein: basal (atau dipanggil umum atau utama) dan pengawalseliaan. Yang pertama bertanggungjawab untuk pengiktirafan penganjur dan penciptaan kompleks pra-permulaan. Diperlukan untuk memulakan transkripsi. Kumpulan ini termasuk beberapa dozen protein yang sentiasa ada dalam sel dan tidak menjejaskan ekspresi pembezaan gen.
Kompleks faktor transkripsi basal ialah alat yang sama fungsinya dengan subunit sigma dalam bakteria, hanya lebih kompleks dan sesuai untuk semua jenis promoter.
Faktor jenis lain mempengaruhi transkripsi melalui interaksi dengan urutan DNA kawal selia. Oleh kerana enzim ini adalah khusus gen, terdapat sejumlah besar daripada mereka. Dengan mengikat kawasan gen tertentu, mereka mengawal rembesan protein tertentu.
Klasifikasi faktor transkripsi dalam eukariota adalah berdasarkan tiga prinsip:
- mekanisme tindakan;
- keadaan berfungsi;
- struktur domain pengikat DNA.
Menurut ciri pertama, terdapat 2 kelas faktor: basal (berinteraksi dengan promoter) dan mengikat ke kawasan hulu (kawasan kawal selia yang terletak di hulu gen). Jenis iniklasifikasi pada asasnya sepadan dengan pembahagian fungsi TF kepada umum dan khusus. Faktor huluan dibahagikan kepada 2 kumpulan bergantung pada keperluan untuk pengaktifan tambahan.
Mengikut ciri berfungsi, TF konstitutif dibezakan (sentiasa hadir dalam mana-mana sel) dan boleh diinduksi (bukan ciri semua jenis sel dan mungkin memerlukan mekanisme pengaktifan tertentu). Faktor kumpulan kedua, seterusnya, dibahagikan kepada khusus sel (menyertai ontogeni, dicirikan oleh kawalan ekspresi yang ketat, tetapi tidak memerlukan pengaktifan) dan bergantung kepada isyarat. Yang terakhir dibezakan mengikut jenis dan cara tindakan isyarat pengaktifan.
Klasifikasi struktur faktor transkripsi protein adalah sangat luas dan termasuk 6 superclass, yang merangkumi banyak kelas dan keluarga.
Prinsip operasi
Fungsi faktor asas ialah himpunan lata pelbagai subunit dengan pembentukan kompleks permulaan dan pengaktifan transkripsi. Sebenarnya, proses ini adalah langkah terakhir dalam tindakan protein pengaktif.
Faktor khusus boleh mengawal transkripsi dalam dua langkah:
- pemasangan kompleks permulaan;
- peralihan kepada pemanjangan produktif.
Dalam kes pertama, kerja TF tertentu dikurangkan kepada penyusunan semula utama kromatin, serta pengambilan, orientasi dan pengubahsuaian faktor mediator, polimerase dan basal pada promoter, yang membawa kepada pengaktifan daripada transkripsi. Elemen utama penghantaran isyarat ialah mediator - kompleks 24 subunit yang bertindak masuksebagai perantara antara protein pengawalseliaan dan polimerase RNA. Urutan interaksi adalah individu untuk setiap gen dan faktor yang sepadan.
Kawal selia pemanjangan dijalankan kerana interaksi faktor dengan protein P-Tef-b, yang membantu RNA polimerase mengatasi jeda yang berkaitan dengan promoter.
Struktur fungsional TF
Faktor transkripsi mempunyai struktur modular dan melaksanakan kerjanya melalui tiga domain berfungsi:
- DNA-binding (DBD) - diperlukan untuk pengecaman dan interaksi dengan kawasan pengawalseliaan gen.
- Trans-activating (TAD) – membenarkan interaksi dengan protein pengawalseliaan lain, termasuk faktor transkripsi.
- Signal-Recognizing (SSD) - diperlukan untuk persepsi dan penghantaran isyarat pengawalseliaan.
Seterusnya, domain pengikat DNA mempunyai banyak jenis. Motif utama dalam strukturnya termasuk:
- "jari zink";
- homeodomain;
- "β"-lapisan;
- gelung;
- "kilat leucine";
- spiral-gelung-spiral;
- spiral-turn-spiral.
Terima kasih kepada domain ini, faktor transkripsi "membaca" jujukan nukleotida DNA dalam bentuk corak pada permukaan heliks berganda. Disebabkan ini, pengiktirafan khusus elemen kawal selia tertentu adalah mungkin.
Interaksi motif dengan heliks DNA adalah berdasarkan pada korespondensi yang tepat antara permukaan inimolekul.
Peraturan dan sintesis TF
Terdapat beberapa cara untuk mengawal pengaruh faktor transkripsi pada transkripsi. Ini termasuk:
- pengaktifan - perubahan dalam kefungsian faktor berhubung dengan DNA disebabkan oleh fosforilasi, perlekatan ligan atau interaksi dengan protein pengawalseliaan lain (termasuk TF);
- translokasi - pengangkutan faktor dari sitoplasma ke nukleus;
- ketersediaan tapak pengikat - bergantung pada tahap pemeluwapan kromatin (dalam keadaan heterochromatin, DNA tidak tersedia untuk TF);
- kompleks mekanisme yang juga merupakan ciri protein lain (kawal selia semua proses daripada transkripsi kepada pengubahsuaian selepas translasi dan penyetempatan intraselular).
Kaedah terakhir menentukan komposisi kuantitatif dan kualitatif faktor transkripsi dalam setiap sel. Sesetengah TF dapat mengawal sintesisnya mengikut jenis maklum balas klasik, apabila produknya sendiri menjadi perencat tindak balas. Dalam kes ini, kepekatan tertentu faktor menghentikan transkripsi gen yang mengekodnya.
Faktor transkripsi umum
Faktor-faktor ini diperlukan untuk memulakan transkripsi mana-mana gen dan ditetapkan dalam tatanama sebagai TFl, TFll dan TFlll bergantung pada jenis RNA polimerase yang berinteraksi dengannya. Setiap faktor terdiri daripada beberapa subunit.
TF Basal melaksanakan tiga fungsi utama:
- lokasi RNA polimerase yang betul pada promoter;
- pembubaran rantai DNA di kawasan permulaan transkripsi;
- pembebasan polimerase daripadapromoter pada saat peralihan kepada pemanjangan;
Subunit tertentu bagi faktor transkripsi basal mengikat elemen pengawalseliaan promoter. Yang paling penting ialah kotak TATA (bukan ciri semua gen), terletak pada jarak nukleotida "-35" dari titik permulaan. Tapak pengikatan lain termasuk urutan INR, BRE dan DPE. Sesetengah TF tidak menghubungi DNA secara langsung.
Kumpulan faktor transkripsi utama RNA polimerase ll termasuk TFllD, TFllB, TFllF, TFllE dan TFllH. Huruf Latin pada akhir sebutan menunjukkan susunan pengesanan protein ini. Oleh itu, faktor TFlllA, yang tergolong dalam lll RNA polymerase, adalah yang pertama diasingkan.
| Nama | Bilangan subunit protein | Fungsi |
| TFllD | 16 (TBP +15 TAF) | TBP terikat pada kotak TATA dan TAF mengenali urutan promoter lain |
| TFllB | 1 | Mengenal unsur BRE, mengorientasikan polimerase dengan tepat di tapak permulaan |
| TFllF | 3 | Menstabilkan interaksi polimerase dengan TBP dan TFllB, memudahkan lampiran TFllE dan TFllH |
| TFllE | 2 | Menyambung dan melaraskan TFllH |
| TFllH | 10 | Memisahkan rantai DNA pada titik permulaan, membebaskan enzim pensintesis RNA daripada promoter dan faktor transkripsi utama (biokimiaproses adalah berdasarkan fosforilasi domain terminal Cer5-C RNA polimerase) |
Pengumpulan TF basal berlaku hanya dengan bantuan pengaktif, pengantara dan protein pengubah suai kromatin.
TF Khusus
Melalui kawalan ekspresi genetik, faktor transkripsi ini mengawal proses biosintetik kedua-dua sel individu dan keseluruhan organisma, daripada embriogenesis kepada penyesuaian fenotip halus kepada perubahan keadaan persekitaran. Sfera pengaruh TF merangkumi 3 blok utama:
- perkembangan (embrio- dan ontogeni);
- kitaran sel;
- tindak balas kepada isyarat luaran.
Sekumpulan faktor transkripsi khas mengawal pembezaan morfologi embrio. Set protein ini dikodkan oleh jujukan konsensus 180 bp khas yang dipanggil homeobox.
Untuk menentukan gen yang perlu ditranskripsikan, protein pengawalseliaan mesti "mencari" dan terikat pada tapak DNA tertentu yang bertindak sebagai suis genetik (peningkatan, penyenyap, dsb.). Setiap jujukan sedemikian sepadan dengan satu atau lebih faktor transkripsi berkaitan yang mengiktiraf tapak yang dikehendaki disebabkan oleh kebetulan konformasi kimia segmen luar tertentu heliks dan domain pengikat DNA (prinsip kunci-kunci). Untuk pengecaman, kawasan struktur utama DNA yang dipanggil alur utama digunakan.
Selepas mengikat kepada tindakan DNAprotein pengaktif mencetuskan satu siri langkah berturut-turut yang membawa kepada pemasangan kompleks prainisiator. Skim umum proses ini adalah seperti berikut:
- Pengaktif yang mengikat kromatin di rantau promoter, pengambilan kompleks penyusunan semula yang bergantung kepada ATP.
- Penyusunan semula kromatin, pengaktifan protein pengubah suai histon.
- Pengubahsuaian kovalen histon, tarikan protein pengaktif lain.
- Mengikat protein pengaktif tambahan ke kawasan pengawalseliaan gen.
- Penglibatan pengantara dan TF umum.
- Perhimpunan kompleks pra-permulaan pada penganjur.
- Pengaruh protein pengaktif lain, penyusunan semula subunit kompleks pra-permulaan.
- Mulakan transkripsi.
Susunan peristiwa ini mungkin berbeza mengikut gen.
Untuk sebilangan besar mekanisme pengaktifan, terdapat julat kaedah penindasan yang sama luasnya. Iaitu, dengan menghalang salah satu peringkat dalam perjalanan ke permulaan, protein pengawalseliaan boleh mengurangkan keberkesanannya atau menyekatnya sepenuhnya. Selalunya, penindas mengaktifkan beberapa mekanisme sekaligus, menjamin ketiadaan transkripsi.
Kawalan gen yang diselaraskan
Walaupun hakikatnya setiap transkrip mempunyai sistem kawal selianya sendiri, eukariota mempunyai mekanisme yang membolehkan, seperti bakteria, memulakan atau menghentikan kumpulan gen yang bertujuan untuk melaksanakan tugas tertentu. Ini dicapai dengan faktor penentu transkripsi yang melengkapkan gabunganelemen pengawalseliaan lain yang diperlukan untuk pengaktifan atau penindasan maksimum gen.
Dalam transkrip yang tertakluk kepada peraturan sedemikian, interaksi komponen yang berbeza membawa kepada protein yang sama, yang bertindak sebagai vektor yang terhasil. Oleh itu, pengaktifan faktor sedemikian mempengaruhi beberapa gen sekaligus. Sistem ini berfungsi berdasarkan prinsip lata.
Skim kawalan terkoordinasi boleh dipertimbangkan pada contoh pembezaan ontogenetik sel otot rangka, prekursornya adalah myoblast.
Transkripsi gen yang mengekodkan sintesis ciri protein sel otot matang dicetuskan oleh mana-mana empat faktor miogenik: MyoD, Myf5, MyoG dan Mrf4. Protein ini mengaktifkan sintesis diri mereka sendiri dan satu sama lain, dan juga termasuk gen untuk faktor transkripsi tambahan Mef2 dan protein otot struktur. Mef2 terlibat dalam pengawalseliaan pembezaan selanjutnya myoblast, sambil pada masa yang sama mengekalkan kepekatan protein miogenik melalui mekanisme maklum balas positif.
