Белок, который связывается с определёнными последовательностями ДНК, чтобы регулировать экспрессию генов, включая или выключая их.Транскрипционный фактор — это белок, который управляет тем, какие гены клетка считывает и когда. Он работает, распознавая определённую короткую последовательность ДНК — часто всего несколько пар оснований — и связываясь с ней. Связавшись, он может либо привлечь молекулярную машину, которая копирует ДНК в РНК, включая ген, либо заблокировать эту машину, выключая ген. Поскольку один транскрипционный фактор может регулировать сотни разных генов, а один ген может контролироваться множеством транскрипционных факторов, эти белки образуют схему принятия решений клетки. Именно они позволяют клетке печени и нейрону иметь один и тот же геном, но вести себя совершенно по-разному: разница не в последовательности ДНК, а в том, какие транскрипционные факторы активны и какие гены они включают. Нарушение регуляции транскрипционных факторов лежит в основе многих видов рака, нарушений развития и иммунных заболеваний, поэтому они относятся к наиболее интенсивно изучаемым классам белков в биологии.
Концепция возникла в 1960-х годах из работ по регуляции генов у бактерий, в частности из модели оперона Франсуа Жакоба и Жака Моно, которая описывала белки, включающие и выключающие гены. Первые эукариотические транскрипционные факторы были идентифицированы в 1980-х годах, а открытие мотивов «цинковый палец» и гомеодомена показало, как белки могут с высокой точностью считывать последовательности ДНК. С тех пор было каталогизировано множество семейств.
Большинство транскрипционных факторов имеют как минимум две функциональные части: ДНК-связывающий домен, который распознаёт определённую последовательность, и эффекторный домен, который взаимодействует с другими белками. ДНК-связывающий домен часто использует структурные мотивы, такие как цинковые пальцы, спираль-поворот-спираль или лейциновые застёжки, чтобы встроиться в большую бороздку двойной спирали и прочитать узор оснований. Когда фактор связывается рядом с промотором или энхансером гена, его эффекторный домен привлекает коактиваторы или корепрессоры, которые, в свою очередь, модифицируют локальный хроматин или напрямую контактируют с РНК-полимеразой. Включён или выключен данный ген в данный момент, зависит от комбинации присутствующих транскрипционных факторов, их модификаций и состояния хроматина вокруг гена.
Транскрипционные факторы служат мишенями для разработки лекарств, особенно в онкологии, где препараты нацелены на блокировку гиперактивных факторов, таких как MYC, или на восстановление функции опухолевых супрессоров. Они также являются центральными инструментами в исследованиях стволовых клеток, где введение нескольких транскрипционных факторов может перепрограммировать взрослые клетки в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.
Человеческий геном кодирует примерно 1600 транскрипционных факторов — около 6 процентов всех белок-кодирующих генов, что делает их одним из крупнейших функциональных классов белков.