Back to chapter

14.3:

גורמי שעתוק

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

Languages

Share

בתאים איקריוטיים, גורמי השעתוק הם חלבונים שיכולים להיקשר לדנ”א ולבקר על ביטוי הגנים. כדי להתחיל את השעתוק, פולימראז נזקק RNA כל למספר חלבונים שונים, המכונים גורמי שעתוק כלליים, כדי להיקשר לאזורים מקדמים. לדוגמה, הראשון והגדול מבין החלבונים הללו, ייקשר TFIID המכונה TATA-לאזור תיבת ה שנמצאת ברוב המקדמים.יחד עם חלבונים אחרים, הם מגייסים את הפולימראז לאזור המקדם ויוצרים תצמיד אתחול השעתוק. לעומת זאת, גורמי שעתוק ייחודיים יכולים להיקשר לאזורי בקרה מרוחקים המכונים אתרים מעצמים הרחק מאתר התחלת השעתוק, לעיתים במרחק אלפי זוגות בסיסים במעלה הזרם או במורד הזרם של גן, ובכך לגרום להגברת קצב שעתוק. בתהליך היווצרות לולאה, גדיל הדנ”א יתכופף באופן שיאפשר לגורמי שעתוק המחוברים לאתרים מעצמים ליצור אינטראקציות חלבון-חלבון עם חלבונים מתווכים ותצמיד אתחול השעתוק.גורמי שעתוק ייחודיים הנקשרים לאתרים מעצמים במטרה לקדם שעתוק מכונים מפעילים, בעוד אלו הבולמים או המצמצמים שעתוק נקראים דכאנים. נוכחותם של גורמי שעתוק ייחודיים ושל אלמנטים מווסתים מרוחקים מאפשרת ביטוי גנים דיפרנציאלי, כמו הפעלה או כיבוי של גנים שונים בשלבי ההתפתחות המוקדמים כדי לקבוע האם התא יהפוך לתא עור או לנוירון, כמו גם שעתוק מתואם של גנים תפקודיים קשורים. למעלה מ-1, 500 גורמי שעתוק שונים זוהו בבני אדם ומבקרים על מגוון רחב של גנים חיוניים, החל בקביעת סוג תא בשלבי התפתחות מוקדמים וכלה בתגובה התאית לתנאי סביבה שונים.

14.3:

גורמי שעתוק

Tissue-specific transcription factors contribute to diverse cellular functions in mammals. For example, the gene for beta globin, a major component of hemoglobin, is present in all cells of the body. However, it is only expressed in red blood cells because the transcription factors that can bind to the promoter sequences of the beta globin gene are only expressed in these cells. Tissue-specific transcription factors also ensure that mutations in these factors may impair only the function of certain tissues or body parts without affecting the entire organism.

An additional layer of complexity is added by transcription factors in eukaryotes exerting combinatorial control. That means input provided by several transcription factors synchronously regulate the expression of a single gene. The combination of several transcriptional activators and repressors enables a gene to be differentially regulated and adapt to a variety of environmental changes without the need for additional genes.

Suggested Reading

Lee, Tong Ihn, and Richard A. Young. “Transcriptional Regulation and Its Misregulation in Disease.” Cell 152, no. 6 (March 14, 2013): 1237–51. [Source]

Inukai, Sachi, Kian Hong Kock, and Martha L. Bulyk. “Transcription Factor–DNA Binding: Beyond Binding Site Motifs.” Current Opinion in Genetics & Development 43 (April 2017): 110–19. [Source]