10.11:

10.11: 组合基因对照

Combinatorial Gene Control

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Molecular Biology

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Combinatorial Gene Control

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10.10: Eukaryotic Transcription Inhibitors

10.12: Induced Pluripotent Stem Cells

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02:33 min

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November 23, 2020

Overview

组合基因控制是几种转录因子的协同作用，以调节单个基因的表达。这些因素中的一个或多个缺失可能导致基因表达或抑制水平的显着差异。

超过 30,000 个基因的表达由大约 2000-3000 个转录因子控制。这是可能的，因为单个转录因子可以识别多个调节序列。基因表达的特异性是通过这些蛋白质以各种组合相互配合来调节不同基因的表达而发生的。

组合基因控制通过几种不同的机制发生。在酵母中，已经描述了三种不同的机制。在等待激活系统中，调节基因表达所需的所有转录因子都与 DNA 结合，并且仅在接收到信号时激活转录。例如，调节细胞周期 G1 晚期所需基因的转录因子在 G1 早期与其靶基因的调节位点结合。然而，只有当细胞周期蛋白激酶在 G1 期晚期被激活时，它们才会诱导转录。

在联合期组合对照中，细胞周期特定阶段主要需要的转录因子在整个细胞周期中保持与调节序列相连，并在其他阶段合作参与基因调控。例如，SBF 和 Fkh2 是两种转录因子，主要参与调节需要在 G1 和 G2 期表达的基因。然而，某些需要在 S 期表达的必需基因也受到 SBF 和 Fkh2 的联合作用的调节。

联合过程组合涉及使用单个转录因子并辅以其他转录因子的不同组合来调节不同的细胞过程。例如，调节细胞周期 G1 期所需基因表达的转录因子也与一组不同的调节因子一起参与交配过程所需基因的调节。

Transcript

大多数基因的表达受不止一种转录因子的调节，许多基因使用不同的蛋白质组合打开或关闭。这种组合基因控制使真核生物能够精确控制转录。

组合基因控制可以调节基因是否被转录，以及其转录效率。考虑三个转录因子 A、B 和 C，它们会影响基因 X 的转录。

如果 A 不存在，则基因 X 将不会被转录。如果 C 不存在，则不会转录基因 X。如果 B 不存在，转录效率就会降低。因此，所有三种调节因子的组合对于基因 X 的高水平转录是必要的。

转录调节因子可以参与多个基因的调控。A 与 B 和 C 一起引起基因 X 的转录，但 A 与另一个转录因子 D 一起可以刺激不同基因 Y 的转录。这允许一些转录因子调节大量基因。

转录因子分为不同的家族，可以与来自同一家族的其他蛋白质或来自不同家族的蛋白质协同发挥作用。

属于 POU 家族的转录因子调节具有多种功能的基因，从管家到细胞分化;然而，这个家族中的蛋白质很少，在人类中只有 15 种。

它们执行不同功能的能力取决于它们与来自不同家族的其他转录因子的协调。

组合基因控制对于分化细胞的体外重编程是必需的。体细胞中转录因子 Oct-4、Sox-2、Klf-4 和 c-Myc 的表达可触发向干细胞的转化。

在

前 3 种蛋白质中的任何一种不存在的情况下不会发生重编程，并且不存在 c-Myc 会导致低效重编程。所有四个因素的组合控制对于诱导多能干细胞的形成是必要的。

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组合基因控制转录因子基因调控转录效率转录调节因子基因转录协同功能 POU家族蛋白质家族