Czynniki transkrypcyjne

Źródło: Martin McCarthy/E+/Getty Images

Aby nasze ciała miały różne typy komórek, musi istnieć jakiś mechanizm kontrolujący ekspresję naszego geny . W niektórych komórkach niektóre geny są wyłączone, podczas gdy w innych są transkrybowany oraz przetłumaczony w białka. Czynniki transkrypcyjne są jednym z najczęstszych narzędzi używanych przez nasze komórki do kontrolowania ekspresji genów.

Krótka definicja

Czynniki transkrypcyjne (TF) to cząsteczki zaangażowane w regulację ekspresji genów. Są to zazwyczaj białka, choć mogą też składać się z krótkich, niekodujących RNA . TF są również zwykle spotykane pracując w grupach lub kompleksy , tworząc liczne interakcje, które pozwalają na różne stopnie kontroli nad szybkością transkrypcji.

Wyłączanie i włączanie genów

U ludzi (i innych eukariontów) geny są zwykle domyślne ' wyłączony 'stan, więc TF służą głównie do zmiany ekspresji genów' na . U bakterii często jest odwrotnie, a geny ulegają ekspresji ' konstytutywnie 'dopóki TF go nie zmieni' wyłączony . TF działają poprzez rozpoznawanie pewnych sekwencji nukleotydowych (motywów) przed lub za genem na chromosomie (w górę i w dół).

Geny i Eukarionty

Eukarionty często mają region promotora powyżej genu lub regiony wzmacniacza powyżej lub poniżej genu, z pewnymi specyficznymi motywami rozpoznawanymi przez różne typy TF. TF wiążą się, przyciągają inne TF i tworzą kompleks, który ostatecznie ułatwia wiązanie przez polimerazę RNA, rozpoczynając w ten sposób proces transkrypcji.

Dlaczego czynniki transkrypcji są istotne

Czynniki transkrypcyjne są tylko jednym ze środków, za pomocą których nasze komórki wyrażają różne kombinacje genów, co pozwala na różnicowanie się w różne typy komórek, tkanek i narządów, które tworzą nasze ciała. Ten mechanizm kontroli jest niezwykle ważny, zwłaszcza w świetle ustaleń Human Genome Project, że mamy mniej genów w naszym genomie lub na naszych chromosomach, niż pierwotnie sądzono.

Oznacza to, że różne komórki nie powstały w wyniku zróżnicowanej ekspresji zupełnie różnych zestawów genów, ale częściej mają różne poziomy selektywnej ekspresji tych samych grup genów.

Efekt kaskady

TF mogą kontrolować ekspresję genów, tworząc ' kaskada efekt, w którym obecność niewielkich ilości jednego białka wyzwala wytwarzanie większych ilości drugiego, co powoduje wytwarzanie jeszcze większy ilości jednej trzeciej i tak dalej. Mechanizmy, dzięki którym niewielkie ilości materiału wyjściowego lub bodźca wywołują znaczące efekty, są podstawowymi modelami współczesnego postępu biotechnologicznego w dziedzinieInteligentny polimerBadania.

Ekspresja genów i długość życia

Manipulowanie TF w celu odwrócenia procesu różnicowania komórek jest podstawą metod pozyskiwania komórek macierzystych z tkanek dorosłych. Umiejętność kontrolowania ekspresji genów, wraz z wiedzą uzyskaną podczas badania ludzkiego genomu i genomiki innych organizmów, doprowadziła do teorii, że możemy przedłużyć nasze życie, jeśli tylko kontrolujemy geny regulujące proces starzenia się naszych komórek.