понятие

транскрипционный фактор

Белок, который связывается с определёнными последовательностями ДНК, чтобы регулировать экспрессию генов, включая или выключая их.
2 статьи

Описание

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.

История

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.

Как это работает

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.

Где применяется

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.

Любопытный факт

Человеческий геном кодирует примерно 1600 транскрипционных факторов — около 6 процентов всех белок-кодирующих генов, что делает их одним из крупнейших функциональных классов белков.

Статьи по теме · 2

Тау-белок как архитектор: почему мутантная форма ломает мозг ещё до старости
Стройка идёт полным ходом: нейроны прокладывают отростки, как каменщики кладут стены. Но в чертежи закралась ошибка. Белок тау, который обычно служит лесами для клеточного каркаса, в мутантной форме начинает диктовать неправильные размеры. В мозге дрозофилы, где с рождения работает человеческий тау с мутацией P301L, здание получается кривым ещё до того, как в него въедут жильцы.
Детектив в клетке: как RevPert находит гены, запустившие болезнь
Детектив приходит на место преступления и видит отпечаток подошвы. Он не спрашивает: «Что будет, если этот ботинок пройдётся по грязи?» Он спрашивает: «Кто из известных владельцев мог оставить именно этот след?» Так же работает RevPert, только вместо отпечатков у него профили активности тысяч генов, а вместо базы преступников — каталог генов, которые учёные уже умеют выключать в клетках.