轉(zhuǎn)錄因子
基因轉(zhuǎn)錄有正調(diào)控和負(fù)調(diào)控之分。如細(xì)菌基因的負(fù)調(diào)控機制是當(dāng)一種阻遏蛋白(repressor protein)結(jié)合在受調(diào)控的基因上時,基因不表達;而從靶基因上去除阻遏蛋白后,RNA聚合酶識別受調(diào)控基因的啟動子,使基因得以表達,這是正調(diào)控。這種阻遏蛋白是反式作用因子。
轉(zhuǎn)錄因子(transcription factor)是起正調(diào)控作用的反式作用因子。轉(zhuǎn)錄因子是轉(zhuǎn)錄起始過程中RNA聚合酶所需的輔助因子。真核生物基因在無轉(zhuǎn)錄因子時處于不表達狀態(tài),RNA聚合酶自身無法啟動基因轉(zhuǎn)錄,只有當(dāng)轉(zhuǎn)錄因子(蛋白質(zhì))結(jié)合在其識別的DNA序列上后,基因才開始表達。
真核生物在轉(zhuǎn)錄時往往需要多種蛋白質(zhì)因子的協(xié)助。一種蛋白質(zhì)是不是轉(zhuǎn)錄機構(gòu)的一部分往往是通過體外系統(tǒng)看它是否是轉(zhuǎn)錄起始所必須的。一般可將這些轉(zhuǎn)錄所需的蛋白質(zhì)分為三大類:
(1)RNA聚合酶的亞基,它們是轉(zhuǎn)錄必須的,但并不對某一啟動子有特異性。
(2)某些轉(zhuǎn)錄因子能與RNA聚合酶結(jié)合形成起始復(fù)合物,但不組成游離聚合酶的成分。這些因子可能是所有啟動子起始轉(zhuǎn)錄所必須的。但亦可能僅是譬如說轉(zhuǎn)錄終止所必須的。但是,在這一類因子中,要嚴(yán)格區(qū)分開哪些是RNA聚合酶的亞基,哪些僅是輔助因子,是很困難的。
(3)某些轉(zhuǎn)錄因子僅與其靶啟動子中的特異順序結(jié)合。如果這些順序存在于啟動子中,則這些順序因子是一般轉(zhuǎn)錄機構(gòu)的一部分。如果這些順序僅存在于某些種類的啟動子中,則識別這些順序的因子也只是在這些特異啟動子上起始轉(zhuǎn)錄必須的。
黑腹果蠅的RNA聚合酶需要至少兩個轉(zhuǎn)錄因子方能在體外起始轉(zhuǎn)錄。其中一個是B因子,它與含TATA盒的部位結(jié)合。人的因子TFⅡD亦和類似的部位結(jié)合。同樣,CTF(CAAT結(jié)合因子)則與腺病毒的主要晚期啟動子中與CAAT盒同源的部位相結(jié)合。結(jié)合在上游區(qū)的另一個轉(zhuǎn)錄因子是USF(亦稱MLTF),則可以識別腺病毒晚期啟動子中靠近-55的順序。轉(zhuǎn)錄因子Sp1則能和GC盒相結(jié)合。在SC40啟動子中有多個GC盒,位于-70到-110之間。它們均能和Sp1相結(jié)合。然而含有GC盒的不同的DNA順序與Sp1的親和力卻各不相同。可見GC盒兩側(cè)的順序?qū)p1-GC盒的結(jié)合究竟如何能影響轉(zhuǎn)錄。有時候需要幾個轉(zhuǎn)錄因子才能起始轉(zhuǎn)錄。例如胞苷激酶的啟動子需要Sp1與GC盒結(jié)合和CTF與CAAT盒結(jié)合;腺病毒晚期啟動子需要TFⅡD與TATA盒結(jié)合和USF與其鄰近部位相結(jié)合。以上所述的因子是一般轉(zhuǎn)錄都需要的,似乎并沒有什么調(diào)節(jié)功能。另一些轉(zhuǎn)錄因子則可以調(diào)控一組特殊基因的轉(zhuǎn)錄。熱休克基因就是一個很好的例子。真核生物的熱休克基因在轉(zhuǎn)錄起始點的上游15bp處有一個共同順序。HSTF因子僅在熱休克細(xì)胞中有活性。它與包括熱休克共同順序在內(nèi)的一段DNA相結(jié)合,所以這個因子的激活可以引起約包括20個基因的一組基因起始轉(zhuǎn)錄。在這里,轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶Ⅱ之間關(guān)系很類似細(xì)菌的σ因子與核心酶之間的關(guān)系。
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