10.9: 진핵생물 전사 활성인자

Eukaryotic Transcription Activators
JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Eukaryotic Transcription Activators

10,824 Views

02:42 min
November 23, 2020

Overview

Transcription activators are proteins that promote the transcription of genes from DNA to RNA. In most cases, these proteins contain two separate domains ‒ a domain that binds to DNA and a domain for activating transcription; however, in some cases, a single domain is responsible for both binding and activation of transcription, as seen in the glucocorticoid receptor and MyoD.

The binding domains are capable of recognizing and interacting with regulatory sequences on the DNA. These domains are classified into different families and named according to the structural characteristics that enable DNA recognition and binding. Some common types of binding domains include the leucine zipper, zinc finger, and helix-turn-helix motifs. In contrast, domains responsible for gene transcription activation are usually short, simple sequences and are less complex than the binding domains. They are classified by amino acid composition into categories, such as glutamine-rich, proline-rich, and alanine-rich.

Transcription activators aid in the recruitment of various proteins required for transcription such as general transcription factors, RNA polymerase, and co-activators. All these proteins together are known as the pre-initiation complex and depend on transcription activators for their recruitment to the appropriate location.  These activators can bind to a site close to the gene’s promoter or several thousand base pairs away from the gene to carry out their function. In cases where they are bound to a site away from the gene, they rely on the flexibility of the DNA to bend and bring them in proximity to the gene promoter. Transcription activators are also required to continue a transcript’s elongation or the re-initiation of transcription in cases when the process stops midway. Transcription activators are known to act synergistically. The transcription achieved by the action of multiple activators is higher than what would occur as a  sum of  individual factors working separately.

Like other proteins, transcription activators are subject to post-transcriptional modifications. In many cases these modifications help in positive regulation of transcription. For example, acetylation of p53, an activator that regulates genes responsible for tumor suppression, increases its ability to bind to DNA. 

Transcript

전사 활성화제(transcription activator)는 RNA 중합효소가 전사를 시작할 수 있도록 하는 단백질입니다. 그들은 DNA에 결합하는 영역과 전사를 활성화하는 두 가지 필수 영역을 가지고 있습니다.

DNA 결합 도메인은 나선-턴-나선(helix-turn-helix), 아연 핑거(zinc finger) 및 류신 지퍼 구조(leucine zipper structure)와 같은 일반적인 모티프를 포함하여 몇 가지 특징적인 구조적 모티프 중 하나를 포함합니다.

helix-turn-helix domain은 회전을 나타내는 아미노산 사슬로 결합된 두 개의 알파 나선으로 구성됩니다. 하나의 나선은 DNA 염기서열을 인식하는 역할을 하며 주요 홈에 맞습니다. 이 단백질은 이량체로 DNA에 결합합니다.

아연 손가락은 알파 나선과 아연 원자에 의해 함께 유지되는 두 가닥 베타 시트를 포함합니다. 나선은 아미노산 사슬에 있는 두 개의 히스티딘의 도움으로 주요 홈에 결합합니다.

류신 지퍼는 DNA에 결합하는 Y 모양으로 서로 상호 작용하는 두 개의 단량체로 구성됩니다. 단량체는 C 말단 말단의 모든 7번째 위치에 류신으로 구성되며, 이는 반대쪽 단량체의 류신과 상호 작용합니다. 기본 모티브로 구성된 단량체의 N-말단은 DNA에 결합합니다.

활성제의 또 다른 필수 도메인인 전사 활성화 도메인(transcription activating domain)은 RNA 중합효소에 대한 활성제의 결합을 매개하는 필수 단백질인 공동 활성제(co-activator)를 모집합니다. 이러한 공동 활성제는 히스톤 변형과 같은 여러 메커니즘을 통해 전사를 촉진하여 DNA에 대한 전사 기계의 접근을 증가시킵니다.

활성제는 또한 공동 활성제를 통해 신호를 보내 RNA 중합효소를 활성화하고 전사를 시작할 수 있습니다.

어떤 경우에는 활성제가 대본의 연장에 필수적입니다. 일부 중합효소는 몇 개의 뉴클레오티드 후에 전사를 일시 중지하고 전사를 다시 시작하기 위해 활성제의 존재가 필요합니다.

단일 유전자의 전사는 여러 다른 활성제에 의해 조절될 수 있습니다. 하나 이상의 활성제가 전사 조절에 관여하는 경우, 그들은 시너지 효과를 발휘하여 개별 활성제에 비해 전사 속도를 크게 증가시킬 수 있습니다.

Key Terms and definitions​

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for