10.9
Эукариотические активаторы транскрипции
Активаторы транскрипции — это белки, которые способствуют транскрипции генов с ДНК на РНК. В большинстве случаев эти белки содержат два отдельных доме…
Активаторы транскрипции белки, которые несут ответственность за разрешение РНК-полимеразе запустить транскрипцию. У них есть две основные области, одна та, что связывается с ДНК и еще одна, которая активирует транскрипцию. Домены связывания ДНК содержат один из нескольких характеристических структурных мотивов, включая типичные мотивы как спираль-поворот-спираль, цинковый палец, и люциновая застёжка-молния.
Домен у спираль-поворот-спираль"состоит из двух альфа-спиралей, объединённых вместе с помощью цепи аминокислот, которая представляет поворот. Одна спираль отвечает за Распознавание последовательности ДНК и устанавливается в основную канавку. Эти белки связываются с ДНК как димеры.
Цинковый палец содержит альфа-спираль и двухрядный бета-лист, который удерживается атомом цинка. Спираль связывается с основной канавкой с помощью двух гистидинов и цепи аминокислот. Леуциновая застёжка-молния сделана из двух мономеорв, которые взаимодействуют друг с другом в форме буквы Y, которая связывается с ДНК.
Мономеры состоят из лейцина на каждой седьмой позиции конце терминала C, который взаимодействует с лейцином на противоположном мономере. Терминал N мономера, который состоит из основных мотивов, связывается с ДНК. Другой важный домен в активаторе, домен активации транскрипции, рекрутирует коактиваторы, основные белки, которые являются посредниками в связывании Активаторов с РНК-полимеразой.
Эти коактиваторы повышают транскрипцию посредством нескольких механизмов, таких как модификация гистонов, которая приводит этого расширению доступа к транскрипционной машинерии для ДНК. Кроме того, активирующие элементы могут отправлять сигналы через их коактиваторы для активации РНК-полимеразы и запуска транскрипции. В некоторых случаях активаторы важны для удлинения транскрипта.
Некоторые полимеразы останавливают транскрипцию после нескольких нуклеотидов и нуждаются в наличии активатора, чтобы перезапустить транскрипцию. Транскрипция одного гена может регулироваться несколькими различные активаторы. Если несколько активаторов задействованы в регуляции транскрипции, они могут действовать синергетически, от чего резко возрастает скорость транскрипции по сравнению с действием отдельных активаторов.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What are the two essential domains found in eukaryotic transcription activators?
Eukaryotic transcription activators contain a DNA-binding domain that recognizes and binds to specific DNA sequences, and a transcription activation domain that recruits co-activators and mediates binding to RNA polymerase. Together, these domains enable activators to initiate transcription by facilitating the assembly of the transcriptional machinery at target genes.
Q2: How do helix-turn-helix, zinc finger, and leucine zipper motifs differ in structure?
Helix-turn-helix consists of two alpha helices connected by an amino acid chain, with one helix recognizing DNA sequences in the major groove. Zinc finger contains an alpha helix and beta sheet held together by zinc, with histidines aiding major groove binding. Leucine zipper features two monomers interacting in a Y-shape, with leucines at every seventh position enabling monomer interaction and basic motifs binding DNA.
Q3: What role do co-activators play in transcription activation?
Co-activators are essential proteins recruited by the transcription activation domain that mediate the binding of activators to RNA polymerase. They promote transcription through mechanisms like histone modification, which increases DNA accessibility to transcriptional machinery, and can activate RNA polymerase to initiate or restart transcription when polymerase pauses.
Q4: How can transcription activators bind to DNA sites far from the promoter?
Transcription activators can bind to regulatory sequences located thousands of base pairs away from the gene promoter by relying on DNA flexibility. The DNA bends to bring distant activators into proximity with the promoter region, allowing them to interact with the transcriptional machinery and regulate gene expression effectively.
Q5: What is synergistic action in transcription regulation?
Synergistic action occurs when multiple transcription activators work together to increase transcription rates far beyond what individual activators would achieve separately. When more than one activator regulates a single gene, their combined effect dramatically enhances transcription efficiency, demonstrating that control synergistic action transcription factors produces greater outcomes than additive effects.
Q6: How do post-transcriptional modifications affect transcription activator function?
Post-transcriptional modifications like acetylation can enhance transcription activator function. For example, acetylation of p53, a tumor suppression regulator, increases its ability to bind DNA and activate target genes. These modifications typically provide positive regulation of transcription by improving activator binding affinity or recruitment capacity.
Q7: Why do some polymerases require activators to continue transcription?
Some RNA polymerases pause transcription after synthesizing only a few nucleotides and cannot resume elongation independently. Transcription activators are essential for restarting these paused polymerases, allowing transcription to continue and complete. This regulatory mechanism enables cells to control transcript elongation and gene expression at multiple steps.