Комбинаторный генный контроль

Комбинаторный контроль генов – это синергическое действие нескольких транскрипционных факторов, регулирующих экспрессию одного гена. Отсутствие одного или нескольких из этих факторов может привести к значительной разнице в уровне экспрессии гена или его репрессии.

Экспрессия более 30 000 генов контролируется примерно 2000–3000 факторов транскрипции. Это возможно, потому что один фактор транскрипции может распознавать более одной регуляторной последовательности. Специфичность экспрессии генов достигается за счет того, что эти белки взаимодействуют друг с другом в различных комбинациях, чтобы регулировать экспрессию разных генов. 

Комбинаторный контроль генов происходит с помощью нескольких различных механизмов. У дрожжей описаны три различных механизма. В системе «ожидание-активация» все факторы транскрипции, необходимые для регулирования экспрессии гена, связываются с ДНК, но активируют транскрипцию только при получении сигнала. Например, факторы транскрипции, которые регулируют гены, необходимые в поздней G1 фазе клеточного цикла, связываются с регуляторными сайтами своих генов-мишеней в ранней G1. Однако они вызывают транскрипцию только тогда, когда циклинзависимая-протеинкиназа активируется в поздней фазе G1. 

При комбинаторном контроле «объединение по фазам» факторы транскрипции, необходимые в первую очередь для определенной фазы клеточного цикла, остаются прикрепленными к регуляторной последовательности на протяжении всего клеточного цикла и совместно участвуют в регуляции генов во время других фаз. Например, SBF и Fkh2 – это два фактора транскрипции, которые в первую очередь участвуют в регуляции генов, которые должны экспрессироваться в фазах G1 и G2 соответственно. Однако некоторые важные гены, которые должны экспрессироваться в S-фазе, также регулируются комбинированным действием SBF и Fkh2.

Комбинация «объединение процессов» включает использование одного фактора транскрипции, которому помогают различные комбинации других факторов транскрипции для регуляции различных клеточных процессов. Например, факторы транскрипции, которые регулируют экспрессию генов, необходимых в G1 фазе клеточного цикла, также участвуют в регуляции генов, необходимых для процесса спаривания, в сочетании с другим набором регуляторов.