10.9: 真核生物转录激活剂

Eukaryotic Transcription Activators
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Molecular Biology
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Eukaryotic Transcription Activators
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02:42 min
November 23, 2020

Overview

转录激活剂是促进基因从 DNA 转录到 RNA 的蛋白质。在大多数情况下,这些蛋白质包含两个独立的结构域——一个与 DNA 结合的结构域和一个用于激活转录的结构域;然而,在某些情况下,单个结构域负责转录的结合和激活,如糖皮质激素受体和 MyoD 所示。

结合结构域能够识别 DNA 上的调节序列并与之相互作用。这些结构域分为不同的家族,并根据能够识别和结合 DNA 的结构特征进行命名。一些常见的结合结构域类型包括亮氨酸拉链、锌指和螺旋-转-螺旋基序。相比之下,负责基因转录激活的结构域通常是短而简单的序列,并且比结合结构域简单。它们按氨基酸组成分为几类,例如富含谷氨酰胺、富含脯氨酸和富含丙氨酸。

转录激活剂有助于募集转录所需的各种蛋白质,例如一般转录因子、RNA 聚合酶和共激活剂。所有这些蛋白质一起被称为起始前复合物,它们依赖于转录激活因子募集到适当的位置。这些激活因子可以与靠近基因启动子的位点或远离基因的数千个碱基对结合以执行其功能。在它们结合到远离基因的位点的情况下,它们依靠 DNA 的柔韧性来弯曲并使它们靠近基因启动子。在转录过程中停止的情况下,还需要转录激活剂来继续转录的延伸或重新开始转录。众所周知,转录激活剂具有协同作用。通过多种激活剂的作用实现的转录高于单独作用的单个因子的总和。

与其他蛋白质一样,转录激活剂也受到转录后修饰的影响。在许多情况下,这些修饰有助于转录的正调节。例如,p53 是一种调节肿瘤抑制基因的激活剂,其乙酰化增加了其与 DNA 结合的能力。

Transcript

转录激活剂是负责让 RNA 聚合酶启动转录的蛋白质。它们有两个基本结构域——一个与 DNA 结合,另一个激活转录。

DNA 结合结构域包含几个特征结构基序之一,包括螺旋转螺旋、锌指和亮氨酸拉链结构等常见基序。

螺旋-转角-螺旋结构域由两个 α 螺旋组成,这两个 α 螺旋由代表转折的氨基酸链连接在一起。一个螺旋负责识别 DNA 序列并适合大沟。这些蛋白质以二聚体的形式与 DNA 结合。

锌指包含一个 α 螺旋和一个由锌原子固定在一起的两股 β 片。螺旋在其氨基酸链中的两个组氨酸的帮助下与大沟结合。

亮氨酸拉链由两个单体组成,它们以与 DNA 结合的 Y 形相互作用。单体由 C 端每 7 个位置的亮氨酸组成,它与相反单体上的亮氨酸相互作用。由基本基序组成的单体的 N 端与 DNA 结合。

激活因子中的另一个重要结构域,即转录激活结构域,募集共激活因子,即介导激活因子与 RNA 聚合酶结合的重要蛋白质。这些共激活因子通过多种机制促进转录,例如组蛋白修饰,从而增加转录机制对 DNA 的访问。

激活剂还可以通过其共激活剂发送信号以激活 RNA 聚合酶并启动转录。

在某些情况下,激活剂对于转录本的延伸是必不可少的。一些聚合酶在几个核苷酸后暂停转录,需要激活剂的存在才能重新开始转录。

单个基因的转录可以由几种不同的激活剂调节。当不止一种激活剂参与转录调节时,与单个激活剂相比,它们可以协同作用,大幅提高转录速率。

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