Πώς λειτουργούν οι παράγοντες μεταγραφής
Οι παράγοντες μεταγραφής είναι πρωτεΐνες που συνδέονται με το DNA προκειμένου να ρυθμίσουν τη γονιδιακή έκφραση προάγοντας ή καταστέλλοντας τη γονιδιακή έκφραση. Επομένως, μπορεί να είναι είτε ενεργοποιητές που «ενεργοποιούν» τη γονιδιακή έκφραση ή καταστολείς που «απενεργοποιούν» τη γονιδιακή έκφραση. Η ενεργοποίηση της γονιδιακής έκφρασης παράγει ένα αντίγραφο mRNA του γονιδίου σε μια διαδικασία γνωστή ως μεταγραφή. Διέπεται από RNA πολυμεράση. Οι θέσεις δέσμευσης του μεταγραφικού παράγοντα βρίσκονται εντός των ρυθμιστικών στοιχείων του γονιδίου, ανάντη προς τον προαγωγέα. Εν συντομία, η κύρια λειτουργία των παραγόντων μεταγραφής είναι να καθορίσουν τον χρόνο, την τοποθεσία και την αποτελεσματικότητα της μεταγραφής.
Βασικές περιοχές που καλύπτονται
1. Τι είναι οι Παράγοντες Μεταγραφής
– Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Οικογένειες
2. Πώς λειτουργούν οι παράγοντες μεταγραφής
– Ενεργοποιητές, ενισχυτές
Βασικοί όροι:Ενεργοποιητές, Βασικοί Παράγοντες Μεταγραφής, Ενισχυτές, Γονιδιακή Έκφραση, Καταστολείς, Παράγοντες Μεταγραφής
Τι είναι οι Παράγοντες Μεταγραφής
Ένας μεταγραφικός παράγοντας είναι ένα μόριο που ρυθμίζει την έκφραση ενός γονιδίου είτε ενεργοποιώντας είτε καταστέλλοντας τη μεταγραφή του γονιδίου. Η RNA πολυμεράση είναι το ένζυμο που καταλύει τη μεταγραφή ενός θραύσματος DNA που είναι γνωστό ως γονίδιο σε ένα μόριο RNA. Οι παράγοντες μεταγραφής εμπλέκονται κυρίως στον προσδιορισμό του χρόνου, της τοποθεσίας και της αποτελεσματικότητας της μεταγραφής. Το βασικό χαρακτηριστικό ενός παράγοντα μεταγραφής είναι ότι περιέχουν τουλάχιστον ένατομέα δέσμευσης DNA (DBD). Περίπου, το 10% των γονιδίων στο γονιδίωμα κωδικοποιούνται για παράγοντες μεταγραφής.
Πέντε οικογένειες παραγόντων μεταγραφής που έχουν κοινά δομικά χαρακτηριστικά μπορούν να αναγνωριστούν ως παρακάτω.
Οικογένειες παράγοντα μεταγραφής
| Οικογένεια παράγοντα μεταγραφής | Παράδειγμα |
| Helix-turn-helix | Οκτ-1 |
| Helix-loop-helix | E2A |
| Ψευδαργύρου δάχτυλο | Υποδοχέας γλυκοκορτικοειδών, πρωτεΐνες GATA |
| Βασικό φερμουάρ πρωτεΐνης-λευκίνης | Ενεργοποιητής πρωτεΐνη-1 (AP-1), κυκλικός παράγοντας δέσμευσης στοιχείων απόκρισης AMP (CREB) |
| Μοτίβα Β-φύλλων | Πυρηνικός παράγοντας-kB (NF-kB) |
Και στους δύο προκαρυώτες, οι μεταγραφικοί παράγοντες είτε διευκολύνουν είτε αποτρέπουν τη δέσμευση της RNA πολυμεράσης στον προαγωγέα. Εκτός από τη γονιδιακή ρύθμιση, οι μεταγραφικοί παράγοντες εμπλέκονται επίσης στις τροποποιήσεις της χρωματίνης, στο μάτισμα RNA και στους μηχανισμούς ελέγχου του siRNA.
Πώς λειτουργούν οι παράγοντες μεταγραφής
Οι παράγοντες μεταγραφής είναι οι πρωτεΐνες που είναι υπεύθυνες για τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης. Γενικά, η RNA πολυμεράση θα πρέπει να αναγνωρίζει και να συνδέεται με τον προαγωγέα για την έναρξη της μεταγραφής. Προαγωγέας είναι η περιοχή του DNA που ξεκινά τη μεταγραφή ενός συγκεκριμένου γονιδίου. Στους προκαρυώτες, η ίδια η RNA πολυμεράση δεσμεύεται στην περιοχή του προαγωγέα. Ωστόσο, στους ευκαρυώτες, η RNA πολυμεράση συνδέεται με τον προαγωγέα με τη βοήθεια ορισμένων άλλων μεταγραφικών παραγόντων που ονομάζονται βασικοί (γενικοί) μεταγραφικοί παράγοντες .
Οι μεταγραφικοί παράγοντες συνδέονται με τις αλληλουχίες που είναι γνωστές ως θέσεις δέσμευσης μεταγραφικών παραγόντων που βρίσκονται εντός των αλληλουχιών DNA του cis-ρυθμιστή του γονιδίου, ανάντη προς τον προαγωγέα. Κατά τη σύνδεση, είτε διευκολύνουν είτε αποτρέπουν τη δέσμευση της RNA πολυμεράσης στον προαγωγέα. Η θέση δέσμευσης του παράγοντα μεταγραφής ονομάζεται είτε ως ενισχυτής ήσιωπητήρα. Οι ενισχυτές ενεργοποιούν το γονίδιο ενώ οι σιγαστήρες απενεργοποιούν το γονίδιο. Οι μεταγραφικοί παράγοντες που συνδέονται με τους ενισχυτές και ενεργοποιούν τη γονιδιακή έκφραση είναι γνωστοί ως ενεργοποιητές. Βοηθούν τους βασικούς μεταγραφικούς παράγοντες και/ή την RNA πολυμεράση να συνδεθούν με τον προαγωγέα. Η δράση των ενεργοποιητών εμφανίζεται στην εικόνα 1 . 
Οι μεταγραφικοί παράγοντες που συνδέονται με τους σιγαστήρες και καταστέλλουν τη γονιδιακή έκφραση είναι γνωστοί ως καταστολείς. Οι καταστολείς εμποδίζουν τους βασικούς μεταγραφικούς παράγοντες και/ή τις RNA πολυμεράσες να δεσμευτούν στον υποκινητή . Αν και οι θέσεις δέσμευσης μεταγραφικού παράγοντα είναι εκτός από την περιοχή του προαγωγέα, η ευελιξία του κλώνου DNA επιτρέπει τη σύνδεση τόσο των θέσεων δέσμευσης του μεταγραφικού παράγοντα όσο και των περιοχών προαγωγέα σχηματίζοντας έναν βρόχο DNA.
Διαφορετικοί τύποι γονιδίων εκφράζονται σε διαφορετικούς τύπους ιστών. Αυτή η διαφορική έκφραση γονιδίου επιτυγχάνεται μέσω παραγόντων μεταγραφής. Αυτά τα γονίδια αποτελούνται από πολλούς ενισχυτές ή σιγαστήρες.
Συμπέρασμα
Η έκφραση των γονιδίων πρέπει να ρυθμίζεται με βάση τις απαιτήσεις του κυττάρου. Οι μεταγραφικοί παράγοντες είναι υπεύθυνοι για τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης. Συνδέονται είτε με την περιοχή ενισχυτή είτε σιγαστήρα, ανάντη προς τον προαγωγέα του γονιδίου. Οι παράγοντες μεταγραφής που συνδέονται με τις περιοχές ενισχυτή είναι γνωστοί ως ενεργοποιητές και αυτοί που συνδέονται με τους σιγαστήρες είναι γνωστοί ως καταστολείς. Οι ενεργοποιητές διευκολύνουν τη σύνδεση της RNA πολυμεράσης στην περιοχή του προαγωγέα, ενώ οι καταστολείς εμποδίζουν τη σύνδεση της RNA πολυμεράσης στην περιοχή του προαγωγέα.
Αναφορά:
1. «Παράγοντες μεταγραφής». Khan Academy , Διαθέσιμο εδώ.
Εικόνα Ευγενική προσφορά:
1. "Παράγοντες μεταγραφής" Από τον Kelvinsong – Δικό έργο (CC BY 3.0) μέσω Commons Wikimedia
