10.10: מעכבי שעתוק אאוקריוטים

תהליכים ביוכימיים מסוימים, כגון התפתחות עוברית וויסות גדילת תאים, תלויים בדיכוי של גנים ספציפיים. חלבונים קושרי DNA המכונים מעכבי שעתוק אאוקריוטי מווסתים את דיכוי ביטוי הגנים באיקריוטים. נוכחותם של מעכבים אלה במיקום ובזמן הנדרשים בתא מופעלת על ידי נוכחות של הורמונים ואותות נוספים מתאים אחרים.

מעכבי שעתוק אאוקריוטים מכילים בדרך כלל שני תחומים נפרדים, תחום קשירת DNA ותחום מדכא. תחומים מדכאים של מעכבי שעתוק יכולים להיקשר לחלבונים אחרים, כגון מווסתי שעתוק בסיסי, אקטיבטורים, קו-אקטיבטורים ומדכאי שעתוק משותפים. ניתן לסווג דומיינים של דיכוי באופן מעורפל על בסיס חומצות האמינו המרכיבות אותם, כגון דומיינים עשירים באלנין, תחומים עשירים בגלוטמין ודומיינים עשירים בפרולין. הם יכולים גם להיות מסווגים כמו תחומים חומציים או בסיסיים, כמו הידרופילי או הידרופובי. תחומים אלה ניתנים לעתים קרובות להחלפה ותחומים מדכאים שונים יכולים להיות משויכים לאותו תחום קשירת DNA.

מעכבי שעתוק אאוקריוטים יכולים לבצע את תפקידם באמצעות שלושה מנגנונים עיקריים – עיכוב קשירת DNA, חסימת הפעלה והשתקת גנים.

עיכוב של קשירת DNA מונע מהמפעיל להיקשר לאתר המקדם או המשפר, או שהוא יכול למנוע ממתחם התחלת השעתוק לקשור את אתר התחלת השעתוק או את תיבת TATA. זה יכול להתרחש באמצעות קשירה של המעכב לאתר הרגולטורי או ההתחלה או באמצעות שיוך של תחום המעכב עם activators, co-activators, או חלבונים המעורבים במנגנון השעתוק. לדוגמה בבני אדם, מעכב השעתוק NF-E נקשר לתיבת CCAAT של הגן העוברי γ-גלובין ומעכב את הקישור של מפעיל CP1.

חסימת ההפעלה מונעת מהאות ממפעיל תמלול הקשור למקדם או משפר להגיע לאתר התחלת התמלול. זה יכול להתרחש כאשר מעכב נקשר לאתר הסמוך למקדם או למשפר, כמו ברגולציה של c-myc שבה המעכב myc-PRF נקשר ליד המקדם. זה יכול להתרחש גם באמצעות קשירת המעכב למפעיל הקשור ל- DNA. סוג זה של דיכוי מתרחש כאשר המעכב GAL80 בשמרים נקשר למפעיל GAL4 כאשר הוא קשור למקדם.

השתקת גנים מתרחשת כאשר המעכב נועל או לא מארגן את קומפלקס התחלת השעתוק על ידי קשירה בו זמנית לאחד החלבונים המרכיבים את המנגנון ולאתר בדנ”א ליד אתר התחלת השעתוק, ובכך מעגן את מנגנון השעתוק. לדוגמה, בשמרים המעכב α-2 משבית את הגנים הספציפיים מסוג A על ידי קשירה כדימר למפעיל GRM ולרצפי דנ”א הגובלים באתר הקישור של GRM.