Биология - Факторы транскрипции - Консервативность у различных организмов
09 февраля 2011Оглавление:
1. Факторы транскрипции
2. Консервативность у различных организмов
3. Регуляция
4. Структура
5. Клинические аспекты
6. Классификация
Факторы транскрипции необходимы для регуляции экспрессии генов и обнаружены у всех живых организмов. Их количество, как абсолютное, так и удельное, возрастает с ростом размера генома.
В геноме человека обнаружено более 2600 белков, имеющих ДНК-связывающий домен, и большинство из них предположительно являются факторами транскрипции. Следовательно, около 10 % всех генов в геноме кодируют транскрипционные факторы. Таким образом, они являются самым большим семейством белков человека. Более того, многие гены регулируются корпоративным взаимодействием большого числа различных факторов транскрипции, что позволяет обеспечить каждому из генов уникальный способ регуляции в процессе развития организма.
Функции
Факторы транскрипции — одна из групп белков, обеспечивающих прочтение и интерпретацию генетической информации. Они связывают ДНК и способствуют инициации программы повышения или понижения транскрипции гена. Таким образом, они жизненно необходимы для нормального функционирования организма на всех уровнях. Ниже перечислены важнейшие из процессов, в которые вовлечены факторы транскрипции.
Регуляция базальной экспрессии генов
Фоновая транскрипционная активность обеспечивается набором ТФ, общим для всех генов. Важный класс эукариотических факторов транскрипции — GTFs. Многие из его представителей не связывают ДНК непосредственно, а входят в состав комплекса инициации транскрипции, который напрямую взаимодействует с РНК-полимеразой. Наиболее распространенными GTF являются TFIIA, TFIIB, TFIID), TFIIE, TFIIF, and TFIIH.
Помимо ТФ, необходимых для экспрессии всех генов, существуют также специфичные факторы транскрипции, обеспечивающие включение/выключение определенных генов в нужный момент.
Регуляция онтогенеза
Многие ТФ многоклеточных организмов вовлечены в обеспечение их развития. Действуя в соответствии с генетической программой и/или в ответ на внешние воздействия, они инициируют или подавляют транскрипцию определенных генов, что влечет за собой изменения в клеточной морфологии, клеточную дифференциацию, морфогенез, органогенез и т. д. Например, семейство гомеобоксных ТФ критично для формирования правильной морфологии тела у организмов от дрозофилы до человека. Мутации генов этих белков у дрозофил приводят к серьезным нарушениям в дифференцировке сегментов тела данных насекомых.
Другой пример данной группы ТФ — ген полоопределяющего региона Y, который играет важную роль в детерминации пола человека.
Ответ на внеклеточные сигналы
Согласованная регуляция взаимодействия клеток многоклеточного организма осуществляется путем высвобождения специальных молекул, которые вызывают сигнальный каскад в клетках-мишенях. В случае, если сигнал вызывает изменение уровня экспрессии определенных генов, конечным звеном каскада часто оказываются ТФ. Эстрогеновый сигнальный путь — пример короткого каскада, включающего транскрипционный фактор рецептора эстрогена: эстроген секретируется тканями плаценты и яичника, преодолевает плазматическую мембрану реципиентных клеток, и связывается со своим рецептором в цитоплазме. Рецептор эстрогена проникает в ядро и связывает специфичный участок ДНК, изменяя регуляции транскрипции соответствующего гена.
Ответ на изменение окружающей среды
ТФ — не единственные конечные звенья сигнальных каскадов, возникающих в ответ различные внешние стимулы, но они тоже могут быть эффекторами в сигнальных каскадах, индуцируемых воздействием окружающей среды. Например, фактор теплового шока активирует гены, ответственные за выживание при высоких температурах, гипоксия-индуцируемый фактор — при снижении концентрации кислорода; белок SREBP помогает поддерживать необходимое содержание липидов в клетках.
Контроль клеточного цикла
Многие ТФ, особенно онкогены и онкосупрессоры, участвуют в регуляции клеточного цикла. Они определяют переход от одной фазы клеточного цикла к другой, частоту делений и интенсивность роста. Один из наиболее известных подобных ТФ — онкоген Myc, играющий важную роль в росте клеток и направлении их в апоптоз.
Просмотров: 15323
|
|