10.10: Inhibitory transkrypcji eukariotycznej

Eukaryotic Transcription Inhibitors
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 Inhibitors
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

9,630 Views

01:52 min
November 23, 2020

Niektóre procesy biochemiczne, takie jak rozwój embrionalny i regulacja wzrostu komórek, zależą od represji określonych genów. Białka wiążące DNA, znane jako eukariotyczne inhibitory transkrypcji, regulują tłumienie ekspresji genów u eukariontów. Obecność tych inhibitorów w wymaganym miejscu i czasie w komórce jest wywoływana przez obecność hormonów i dodatkowych sygnałów z innych komórek.

Eukariotyczne inhibitory transkrypcji zwykle zawierają dwie odrębne domeny, domenę wiążącą DNA i domenę represorową. Domeny represorowe inhibitorów transkrypcji mogą wiązać się z innymi białkami, takimi jak podstawowe regulatory transkrypcji, aktywatory, koaktywatory i korepresory. Domeny represji można niejasno podzielić na podstawie ich aminokwasów składowych, takich jak domeny bogate w alaninę, domeny bogate w glutaminę i domeny bogate w prolinę. Można je również podzielić na domeny kwasowe lub zasadowe oraz jako hydrofilowe lub hydrofobowe. Domeny te są często wymienne, a różne domeny represorowe mogą łączyć się z tą samą domeną wiążącą DNA.

Eukariotyczne inhibitory transkrypcji mogą pełnić swoją funkcję poprzez trzy główne mechanizmy – hamowanie wiązania DNA, blokowanie aktywacji i wyciszanie genów.

Hamowanie wiązania DNA albo zapobiega wiązaniu się aktywatora z miejscem promotora lub wzmacniacza, albo może uniemożliwić zespołowi inicjacji transkrypcji wiązanie miejsca początkowego transkrypcji lub pudełka TATA. Może to nastąpić albo poprzez wiązanie inhibitora z miejscem regulatorowym lub początkowym, albo poprzez powiązanie domeny hamującej z aktywatorami, koaktywatorami lub białkami zaangażowanymi w maszynerię transkrypcyjną. Na przykład u ludzi inhibitor transkrypcji NF-E wiąże się z pudełkiem CCAAT płodowego genu γ-globiny i hamuje wiązanie aktywatora CP1.

Aktywacja blokująca zapobiega dotarciu sygnału z aktywatora transkrypcji związanego z promotorem lub wzmacniaczem do miejsca rozpoczęcia transkrypcji. Może się to zdarzyć, gdy inhibitor wiąże się z miejscem sąsiadującym z promotorem lub wzmacniaczem, na przykład w regulacji c-myc, gdzie inhibitor myc-PRF wiąże się obok promotora. Może również wystąpić poprzez wiązanie się inhibitora z aktywatorem związanym z DNA. Ten rodzaj represji występuje, gdy inhibitor GAL80 w drożdżach wiąże się z aktywatorem GAL4, gdy jest związany z promotorem.

Wyciszanie genów występuje, gdy inhibitor blokuje lub dezorganizuje kompleks inicjacji transkrypcji poprzez jednoczesne wiązanie się z jednym z białek tworzących maszynerię i z miejscem na DNA w pobliżu miejsca rozpoczęcia transkrypcji, zakotwiczając w ten sposób maszynerię transkrypcyjną. Na przykład u drożdży inhibitor α-2 dezaktywuje geny specyficzne dla kojarzenia typu a, wiążąc się jako dimer z aktywatorem GRM i sekwencjami DNA graniczącymi z miejscem wiązania GRM.