Transkripcioni faktor

U molekularnoj biologiji i genetici, transkripcioni faktor (za sekvencu-specifični DNK-vezujući faktor) je protein koji se vezuje za specifične DNK sekvence, čime kontroliše prenos (ili transkripciju) genetičke informacije sa DNK na iRNK.[1][2] Transkripcioni faktori vrše tu funkciju sami ili u kompleksu sa drugim proteinima, putem promovisanja (kao aktivatori), ili blokiranja (kao represori) regrutovanja RNK polimeraza (enzima koji vrše transkripciju genetičke informacije sa DNK na RNK) za specifične gene.[3][4][5]

Transkripcioni faktori sadrže jedan ili više DNK-vezujućih domena (DBD), koji se vezuju za specifične DNK sekvence pored gene koje oni regulišu.[6][7] Dodatni proteini kao što su koaktivatori, remodelatori hromatina, histonske acetilaze, deacetilaze, kinaze, i metilaze, koji takođe učestvuju u regulaciji gena, nemaju DNK-vezujuće domene, i stoga nisu transkripcioni faktori.[8]

Konzervacija u različitim organizmima

Transkripcioni faktori su esencijalni za regulaciju ekspresije gen. Posledica toga je da su prisutni u svim živim bićima. Broj transkripcionih faktora nađenih u organizmu raste sa veličinom genoma, i veći genomi teže da imaju veći broj transkripcionih faktora po genu.[9]

Postoji oko 2600 proteina u humanom genomu koji sadrže DNK-vezujuće domene, i za većinu njih se smatra da deluju kao transkripcioni faktori.[10] Stoga, aproksimativno 10% gena u genomskom kodu su transkripcioni faktori, što čini ovu familiju najvećom familijom humanih proteina. Štaviše, geni su često okruženi sa nekoliko veznih mesta za različite transkripcione faktore, i efikasna ekspresija tih gena zahteva združeno dejstvo nekoliko različitih faktora (vidi, na primer, hepatocitni nuklearni faktori). Kombinatorno korišćenje podskupa od oko 2000 ljudskih transkripcionih faktora s lakoćom omogućava jedinstvenu regulisanju svakog gena u ljudskom genomu tokom razvoja.[8]

Mehanizam

Transkripcioni faktori se vezuju bilo za pojačivačke ili promoterske regione DNK gena koje regulišu. U zavisnosti od transkripcionog faktora, transkripcija gena je bilo pojačana ili umanjena. Transkripcioni faktori koriste mnoštvo mehanizama za regulaciju ekspresije gena.[11] Neki od njih su:

  • stabilizacija ili blokirane vezivanja RNK polimeraze za DNK
  • kataliza acetilacije ili deacetilacije histonskih proteina. Transkripcioni faktor može deluje direktno ili da regrutuje druge proteine sa tom katalitičkom aktivnošću. Mnogi transkripcioni faktori koriste jedan od dva suprotna mehanizama za regulaciju transkripcije:[12]
    • histonska acetiltransferaza (HAT) – acetiliše histonske proteine, čime se slavi veza između DNK i histona. Posledica toga je da je DNK pristupačnija za transkripciju, te se ona odvija u većoj meri
    • histonska deacetilaza (HDAC) – deacetiliše histonske proteine, čime se ojačava veza između DNK i histona. To čini DNK manje dostupnom za transkripciju, i stoga se ona odvaja u manjoj meri.
  • regrutovanje koaktivatorskih ili korepresorskih proteina u kompleks transkripcionog faktora i DNK[13]

Reference

  1. ↑ Latchman DS (1997). „Transcription factors: an overview”. Int. J. Biochem. Cell Biol. 29 (12): 1305–12. DOI:10.1016/S1357-2725(97)00085-X. PMID 9570129. 
  2. ↑ Karin M (1990). „Too many transcription factors: positive and negative interactions”. New Biol. 2 (2): 126–31. PMID 2128034. 
  3. ↑ Roeder RG (1996). „The role of general initiation factors in transcription by RNA polymerase II”. Trends Biochem. Sci. 21 (9): 327–35. DOI:10.1016/0968-0004(96)10050-5. PMID 8870495. 
  4. ↑ Nikolov DB, Burley SK (1997). „RNA polymerase II transcription initiation: a structural view”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94 (1): 15–22. DOI:10.1073/pnas.94.1.15. PMC 33652. PMID 8990153. 
  5. ↑ Lee TI, Young RA (2000). „Transcription of eukaryotic protein-coding genes”. Annu. Rev. Genet. 34: 77–137. DOI:10.1146/annurev.genet.34.1.77. PMID 11092823. 
  6. ↑ Mitchell PJ, Tjian R (1989). „Transcriptional regulation in mammalian cells by sequence-specific DNA binding proteins”. Science 245 (4916): 371–8. DOI:10.1126/science.2667136. PMID 2667136. 
  7. ↑ Ptashne M, Gann A (1997). „Transcriptional activation by recruitment”. Nature 386 (6625): 569–77. DOI:10.1038/386569a0. PMID 9121580. 
  8. ↑ 8,0 8,1 Brivanlou AH, Darnell JE (2002). „Signal transduction and the control of gene expression”. Science 295 (5556): 813–8. DOI:10.1126/science.1066355. PMID 11823631. 
  9. ↑ van Nimwegen E (2003). „Scaling laws in the functional content of genomes”. Trends Genet. 19 (9): 479–84. DOI:10.1016/S0168-9525(03)00203-8. PMID 12957540. 
  10. ↑ Babu MM, Luscombe NM, Aravind L, Gerstein M, Teichmann SA (2004). „Structure and evolution of transcriptional regulatory networks”. Curr. Opin. Struct. Biol. 14 (3): 283–91. DOI:10.1016/j.sbi.2004.05.004. PMID 15193307. 
  11. ↑ Gill G (2001). „Regulation of the initiation of eukaryotic transcription”. Essays Biochem. 37: 33–43. PMID 11758455. 
  12. ↑ Narlikar GJ, Fan HY, Kingston RE (February 2002). „Cooperation between complexes that regulate chromatin structure and transcription”. Cell 108 (4): 475–87. DOI:10.1016/S0092-8674(02)00654-2. PMID 11909519. 
  13. ↑ Xu L, Glass CK, Rosenfeld MG (April 1999). „Coactivator and corepressor complexes in nuclear receptor function”. Curr. Opin. Genet. Dev. 9 (2): 140–7. DOI:10.1016/S0959-437X(99)80021-5. PMID 10322133. 

Literatura

  • „DBD: Transcription factor database Home”. Pristupljeno 2. 3. 2008. 
  • Wilson D, Charoensawan V, Kummerfeld SK, Teichmann SA (2008). „DBD--taxonomically broad transcription factor predictions: new content and functionality”. Nucleic Acids Res. 36 (Database issue): D88–92. DOI:10.1093/nar/gkm964. PMC 2238844. PMID 18073188. 
  • Gilbert FS. „Transcription factors: DevBio on-line supplementary material to Developmental Biology”. Sinauer Associates. Arhivirano iz originala na datum 2011-04-30. Pristupljeno 2. 3. 2008. 
  • Singer, Susan R.; Gilbert, Scott F. (2006). Developmental Biology. Sunderland, Mass: Sinauer Associates. ISBN 0-87893-250-X. 
  • „Transcription Factor Classification, A classification of transcription factors based on their DNA-binding domains”. BIOBASE GmbH. 1. 10. 2002.. Pristupljeno 2. 3. 2008. 
  • Matys V, Kel-Margoulis OV, Fricke E, Liebich I, Land S, Barre-Dirrie A, Reuter I, Chekmenev D, Krull M, Hornischer K, Voss N, Stegmaier P, Lewicki-Potapov B, Saxel H, Kel AE, Wingender E (2006). „TRANSFAC and its module TRANSCompel: transcriptional gene regulation in eukaryotes”. Nucleic Acids Res. 34 (Database issue): D108–10. DOI:10.1093/nar/gkj143. PMC 1347505. PMID 16381825. 
  • „Image of transcription factor function in humans”. Access Excellence, The National Health Museum. Pristupljeno 2. 3. 2008. 
  • Bruce Alberts, Dennis Bray, Karen Hopkin, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter (2004). Essential cell biology. New York: Garland Science. str. 896 pages. ISBN 0-8153-3480-X. 

Spoljašnje veze

Transkripcioni faktor na Wikimedijinoj ostavi
  • p
  • r
  • u
Transkripcioni faktori i intracelularni receptori
  • p
  • r
  • u
(1) Osnovni domeni
(1.1) Osnovni leucin rajsferšlus (bZIP)
Aktivirajući transkripcioni faktor (AATF, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) • AP-1 (c-Fos, FOSB, FOSL1, FOSL2, c-Jun, JUNB, JUND) • BACH (1, 2) • BATF • BLZF1 • C/EBP (α, β, γ, δ, ε, ζ) • CREB (1, 3, L1) • CREM • DBP • DDIT3 • GABPA • HLF • MAF (B, F, G, K) • NFE (2, L1, L2) • NFIL3 • NRL • NRF1 • XBP1
(1.2) Osnovni heliks-petlja-heliks (bHLH)
ATOH1 • AhR • AHRR • ARNT • ASCL1 • BHLHB2 • BMAL (ARNTL, ARNTL2) • CLOCK • EPAS1 • HAND (1, 2) • HES (5, 6) • HEY (1, 2, L) • HES1 • HIF (1A, 3A) • ID (1, 2, 3, 4) • LYL1 • MXD4 • MYCL1 • MYCN • Myogenic regulatorni faktori (MyoD, Myogenin, MYF5, MYF6) • Neurogenini (1, 2, 3) • NeuroD (1, 2) • NPAS (1, 2, 3) • OLIG (1, 2) • Pho4 • Scleraxis • TAL (1, 2) • Twist • USF1
(1.3) bHLH-ZIP
AP-4 • MAX • MITF • MNT • MLX • MXI1 • Myc • SREBP (1, 2)
(1.4) NF-1
NFI (A, B, C, X) • SMAD (R-SMAD (1, 2, 3, 5, 9) - I-SMAD (6, 7) - 4)
(1.5) RF-X
RFX (1, 2, 3, 4, 5, ANK)
(1.6) Osnovni heliks-razmak-heliks (bHSH)
AP-2 (α, β, γ, δ, ε)
  • p
  • r
  • u
(2) Cink prst DNA-vezujući domeni
(2.1) Nuklearni receptor (Cys4)
podfamilija 1 (Tiroidni hormon (α, β), CAR, FXR, LXR (α, β), PPAR (α, β/δ, γ), PXR, RAR (α, β, γ), ROR (α, β, γ), Rev-ErbA (α, β), VDR)
podfamilija 2 (COUP-TF (I, II), Ear-2, HNF4 (α, γ), PNR, RXR (α, β, γ), Testikularni receptor (2, 4), TLX)
podfamilija 3 (Steroidni hormon (Androgen, Estrogen (α, β), Glukokortikoid, Mineralokortikoid, Progesteron), Estrogen-vezani (α, β, γ))
podfamilija 4 NUR (NGFIB, NOR1, NURR1) • podfamilija 5 (LRH-1, SF1) • podfamilija 6 (GCNF) • podfamilija 0 (DAX1, SHP)
(2.2) Drugi Cys4
GATA (1, 2, 3, 4, 5, 6) • MTA (1, 2, 3) • TRPS1
(2.3) Cys2His2
Generalni transkripcioni faktori (TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF (1, 2), TFIIH (1, 2, 4, 2I, 3A, 3C1, 3C2))
ATBF1 • BCL (6, 11A, 11B) • CTCF • E4F1 • EGR (2, 3) • ERV3 • GFI1 • GLI-Kruppel familija (1, 2, 3, REST, S2, YY1) • HIC (1, 2) • HIVEP (1, 2, 3) • IKZF (1, 2, 3) • ILF (2, 3) • KLF (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 17) • MTF1 • MYT1 • OSR1 • SP (1, 2, 4, 7) • WT1 • Zbtb7 (7A, 7B) • ZBTB (16, 17, 20, 32, 33, 40) • cink prst (3, 7, 9, 10, 19, 22, 24, 33B, 34, 35, 41, 43, 44, 51, 74, 143, 146, 148, 165, 202, 217, 219, 238, 239, 259, 267, 268, 281, 295, 318, 330, 346, 350, 365, 366, 384, 423, 451, 452, 471, 593, 638, 649, 655)
(2.4) Cys6
HIVEP1
(2.5) Naizmenična kompozicija
AIRE • DIDO1 • GRLF1 • ING (1, 2, 4) • JARID (1A, 1B, 1C, 1D, 2) • JMJD1B
  • p
  • r
  • u
(3.1) Homeodomen
ARX • CDX (1, 2) • CRX • CUTL1 • DBX (1, 2)  • DLX (3, 4, 5) • EMX2 • EN (1, 2) • FHL (1, 2, 3) • HESX1 • HHEX • HLX • Homeobox (A1, A2, A3, A4, A5, A7, A9, A10, A11, A13, B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B13, C4, C5, C6, C8, C9, C10, C11, C13, D1, D3, D4, D8, D9, D10, D11, D12, D13) • HOPX • IRX (1, 2, 3, 4, 5, 6, MKX) • LMX (1A, 1B) • MEIS (1, 2) • MEOX2 • MNX1 • MSX (1, 2) • NANOG • NKX (2-1, 2-2, 2-3, 2-5, 3-1, 3-2, 6-1, 6-2) • PBX (1, 2, 3) • PHF (1, 3, 6, 8, 10, 16, 17, 20, 21A) • PITX (1, 2, 3) • POU domen (PIT-1, BRN-3: A, B, C, Oktamer transkripcioni faktor: 1, 2, 3/4, 6, 7, 11) • OTX (1, 2) • PDX1 • ZEB (1, 2)
(3.2) Paired box
PAX (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)
(3.3) Fork glava / winged heliks
E2F (1, 2, 3, 4, 5) • FOX proteini (C1, C2, D3, E1, G1, H1, K2, L2, M1, N3, O1, O3, O4, P1, P2, P3)
(3.4) Faktori toplotnog šoka
HSF (1, 2, 4)
(3.5) Triptofan klasteri
ELF (2, 4, 5) • EGF • ELK (1, 3, 4) • ERF • ERG • ETS (1, 2, SPIB) • ETV (1, 4, 5, 6) • FLI1 • Interferon regulatorni faktori (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) • MYB • MYBL2
(3.6) TEA domen
transkripcioni pojačivač faktor (1, 2, 3, 4)
  • p
  • r
  • u
(4) β-Scaffold faktori sa manjim žljebnim kontaktima
(4.1) Rel homologni region
NF-κB (NFKB1, NFKB2, REL, RELA, RELB) • NFAT (C1, C2, C3, C4, 5)
(4.2) STAT
STAT (1, 2, 3, 4, 5, 6)
(4.3) p53
p53 • TBX (1, 2, 3, 5, 19, 21, 22, Brahiuri, TBR1)
(4.4) MADS kutija
Mef2 (A, B, C, D) • SRF
(4.6) TATA vezujući proteini
TBP • TBPL1
(4.7) Grupa visoke pokretljivosti
HMGB (1, 2, 3) • HNF (1A, 1B) • LEF1 • SOX (1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 18, 21) • SRY • SSRP1 • TCF (3, 4) • TOX (1, 2, 3, 4)
(4.10) Domen hladnog šoka
CSDA, YBX1
(4.11) Runt
CBF (CBFA2T2, CBFA2T3, RUNX1, RUNX2, RUNX3, RUNX1T1)
  • p
  • r
  • u
(0) Drugi transkripcioni faktori
(0.2) HMGI(Y)
HMGA (1, 2) • HBP1
(0.3) Džep domen
Rb • RBL1 • RBL2
(0.5) AP-2/EREBP-vezani faktori
Apetala 2 • EREBP • B3
(0.6) Razno
ARID (1A, 1B, 2, 3A, 3B, 4A) • CAP • IFI (16, 35) • MLL (2, 3, T1) • MNDA • NFY (A, B, C) • Ro/Sigma
vidi isto transkripcioni faktor/koregulator nedostataka
  • p
  • r
  • u
Ključni koncepti
Transdukcija signala • Apoptoza • Sistemi sekundarnih glasnika (Ca2+ signalizacija, Lipidna signalizacija, Kvorum očitavanje)
Procesi
Parakrini • Autokrini • Jukstakrini • Neurotransmiteri • Endokrini (Neuroendokrini) • Intrakrini
Signalni putevi
Hedgehog signalni put • Wnt signalni put • TGF beta signalni put • MAPK/ERK put • Notch signalni put • JAK-STAT signalni put • cAMP zavisni put • Akt/PKB signalni put • Fas apoptozni signalni put • Hippo signalni put • IP3/DAG put
Agensi
Ligandi
Receptor
Transkripcioni faktori
Generalni • Preinicijacioni kompleks • TFIID, TFIIH
Drugi
Adapter protein • Protein osnove