I alla organismer (med undantag för vissa virus) sker implementeringen av genetiskt material enligt DNA-RNA-proteinsystemet. I det första steget skrivs information om (transkriberas) från en nukleinsyra till en annan. Proteinerna som reglerar denna process kallas transkriptionsfaktorer.
Vad är transkription
Transkription är biosyntesen av en RNA-molekyl baserad på en DNA-mall. Detta är möjligt på grund av komplementariteten hos vissa kväveh altiga baser som utgör nukleinsyror. Syntesen utförs av specialiserade enzymer - RNA-polymeraser och kontrolleras av många regulatoriska proteiner.
Hela genomet transkriberas inte på en gång, utan bara en viss del av det, som kallas transkription. Den senare inkluderar en promotor (stället för fästning av RNA-polymeras) och en terminator (en sekvens som aktiverar fullbordandet av syntesen).
Prokaryotisk transkripton är ett operon som består av flera strukturella gener (cistroner). Baserat på det syntetiseras polycistroniskt RNA,innehållande information om aminosyrasekvensen för en grupp funktionellt besläktade proteiner. Eukaryot transkripton innehåller bara en gen.
Den biologiska rollen för transkriptionsprocessen är bildandet av mall-RNA-sekvenser, på basis av vilka proteinsyntes (translation) utförs i ribosomer.
RNA-syntes i prokaryoter och eukaryoter
RNA-syntesschemat är detsamma för alla organismer och inkluderar 3 steg:
- Initiering - fastsättning av polymeraset till promotorn, aktivering av processen.
- Förlängning - förlängning av nukleotidkedjan i riktningen från 3' till 5'-änden med stängning av fosfodiesterbindningar mellan kväveh altiga baser, som väljs komplementärt till DNA-monomerer.
- Avslutning är slutförandet av syntesprocessen.
I prokaryoter transkriberas alla typer av RNA av ett RNA-polymeras, bestående av fem protomerer (β, β', ω och två α-subenheter), som tillsammans bildar ett kärnenzym som kan öka kedjan av ribonukleotider. Det finns också en ytterligare enhet σ, utan vilken bindningen av polymeraset till promotorn är omöjlig. Komplexet av kärnan och sigmafaktorn kallas ett holoenzym.
Trots att σ-subenheten inte alltid är associerad med kärnan, anses den vara en del av RNA-polymeraset. I det dissocierade tillståndet kan sigma inte binda till promotorn, endast som en del av holoenzymet. Efter avslutad initiering separeras denna protomer från kärnan och ersätts av en förlängningsfaktor.
Funktionprokaryoter är en kombination av translations- och transkriptionsprocesser. Ribosomer ansluter sig omedelbart till RNA:t som börjar syntetiseras och bygger en aminosyrakedja. Transkriptionen avbryts på grund av bildandet av en hårnålsstruktur i terminatorområdet. I detta skede bryts DNA-polymeras-RNA-komplexet ned.
I eukaryota celler utförs transkriptionen av tre enzymer:
- RNA-polymeras l – syntetiserar 28S och 18S-ribosom alt RNA.
- RNA-polymeras ll – transkriberar gener som kodar för proteiner och små kärn-RNA.
- RNA-polymeras lll - ansvarig för syntesen av tRNA och 5S rRNA (liten subenhet av ribosomer).
Inget av dessa enzymer kan initiera transkription utan deltagande av specifika proteiner som ger interaktion med promotorn. Kärnan i processen är densamma som i prokaryoter, men varje steg är mycket mer komplicerat med deltagande av ett större antal funktionella och regulatoriska element, inklusive kromatinmodifierande. Bara vid initieringsstadiet är ett hundratal proteiner inblandade, inklusive ett antal transkriptionsfaktorer, medan det i bakterier räcker med en sigma-subenhet för att binda till promotorn och ibland behövs hjälp av en aktivator.
Det viktigaste bidraget från transkriptionens biologiska roll i biosyntesen av olika typer av proteiner avgör behovet av ett strikt system för att kontrollera genavläsning.
Transkriptionsregler
I ingen cell realiseras det genetiska materialet i sin helhet: bara en del av generna transkriberas, medan resten är inaktiva. Detta är möjligt tack vare komplexetregulatoriska mekanismer som bestämmer från vilka DNA-segment och i vilken mängd RNA-sekvenser som kommer att syntetiseras.
I encelliga organismer har den differentiella aktiviteten hos gener ett adaptivt värde, medan den i flercelliga organismer också bestämmer processerna för embryogenes och ontogenes, när olika typer av vävnader bildas på basis av ett genom.
Genuttryck kontrolleras på flera nivåer. Det viktigaste steget är regleringen av transkription. Den biologiska innebörden av denna mekanism är att bibehålla den erforderliga mängden av olika proteiner som krävs av en cell eller organism vid ett visst ögonblick av existens.
Det finns en justering av biosyntesen på andra nivåer, såsom bearbetning, translation och transport av RNA från kärnan till cytoplasman (den senare saknas i prokaryoter). När de är positivt reglerade är dessa system ansvariga för produktionen av ett protein baserat på den aktiverade genen, vilket är den biologiska betydelsen av transkription. Däremot kan kedjan avbrytas när som helst. Vissa regulatoriska egenskaper hos eukaryoter (alternativa promotorer, splitsning, modifiering av polyadenelleringsställen) leder till uppkomsten av olika varianter av proteinmolekyler baserade på samma DNA-sekvens.
Eftersom bildandet av RNA är det första steget i avkodningen av genetisk information på vägen till proteinbiosyntes, är transkriptionsprocessens biologiska roll för att modifiera cellfenotypen mycket viktigare än regleringen av bearbetning eller translation.
Bestämning av aktiviteten hos specifika gener som ii både prokaryoter och eukaryoter inträffar det i initieringsstadiet med hjälp av specifika switchar, som inkluderar regulatoriska regioner av DNA och transkriptionsfaktorer (TF). Driften av sådana switchar är inte autonom, utan är under strikt kontroll av andra cellulära system. Det finns också mekanismer för ospecifik reglering av RNA-syntes, som säkerställer normal passage av initiering, förlängning och avslutning.
Begreppet transkriptionsfaktorer
Till skillnad från de regulatoriska elementen i genomet är transkriptionsfaktorer kemiskt proteiner. Genom att binda till specifika regioner av DNA kan de aktivera, hämma, påskynda eller sakta ner transkriptionsprocessen.
Beroende på vilken effekt som produceras, kan transkriptionsfaktorerna för prokaryoter och eukaryoter delas in i två grupper: aktivatorer (initierar eller ökar intensiteten av RNA-syntes) och repressorer (undertrycker eller hämmar processen). För närvarande har mer än 2000 TF:er hittats i olika organismer.
Transkriptionsreglering i prokaryoter
I prokaryoter sker kontrollen av RNA-syntes huvudsakligen vid initieringsstadiet på grund av interaktionen av TF med en specifik region av transkriptonet - en operatör som är placerad bredvid promotorn (ibland korsar den) och, är faktiskt en landningsplats för det regulatoriska proteinet (aktivator eller repressor). Bakterier kännetecknas av ett annat sätt för differentiell kontroll av gener - syntesen av alternativa σ-subenheter avsedda för olika grupper av promotorer.
Delvis operon uttryckkan regleras i stadierna av förlängning och avslutning, men inte på grund av DNA-bindande TF, utan på grund av proteiner som interagerar med RNA-polymeras. Dessa inkluderar Gre-proteiner och antiterminatorfaktorerna Nus och RfaH.
Förlängningen och termineringen av transkription i prokaryoter påverkas på ett visst sätt av den parallella proteinsyntesen. Hos eukaryoter är både dessa processer i sig och transkriptions- och translationsfaktorerna rumsligt åtskilda, vilket innebär att de inte är funktionellt relaterade.
Aktivatorer och förtryckare
Prokaryoter har två mekanismer för transkriptionsreglering vid initieringsstadiet:
- positiv - utförs av aktivatorproteiner;
- negativ - kontrolleras av förtryckare.
När faktorn är positivt reglerad aktiverar faktorns fäste till operatören genen, och när den är negativ, tvärtom, stänger den av den. Förmågan hos ett regulatoriskt protein att binda till DNA beror på bindningen av en ligand. Den senares roll spelas vanligtvis av cellmetaboliter med låg molekylvikt, som i detta fall fungerar som koaktivatorer och sampressorer.
Repressorns verkningsmekanism är baserad på överlappningen av promotor- och operatörsregioner. I operoner med denna struktur stänger bindningen av en proteinfaktor till DNA en del av landningsstället för RNA-polymeras, vilket förhindrar det senare från att initiera transkription.
Aktivatorer fungerar på svaga promotorer med låg funktionalitet som är dåligt igenkända av RNA-polymeraser eller är svåra att smälta (separata helixsträngarDNA som krävs för att initiera transkription). Genom att ansluta sig till operatören interagerar proteinfaktorn med polymeraset, vilket signifikant ökar sannolikheten för initiering. Aktivatorer kan öka transkriptionsintensiteten med 1000 gånger.
Vissa prokaryota TF: er kan fungera som både aktivatorer och repressorer beroende på var operatören befinner sig i förhållande till promotorn: om dessa regioner överlappar varandra, hämmar faktorn transkription, annars triggar den.
| Ligand-funktion med avseende på faktorn | Ligand state | Negativ reglering | Positiv förordning |
| Tillhandahåller separation från DNA | Gå med | Borttagning av repressorproteinet, aktivering av genen | Borttagning av aktivatorprotein, genavstängning |
| Lägger till faktor till DNA | Delete | Repressor borttagning, transkriptionsinkludering | Ta bort aktivator, stäng av transkription |
Negativ reglering kan övervägas i exemplet med tryptofanoperonen från bakterien E. coli, som kännetecknas av operatörens placering i promotorsekvensen. Repressorproteinet aktiveras genom att två tryptofanmolekyler fästs, som ändrar vinkeln på den DNA-bindande domänen så att den kan komma in i dubbelhelixens huvudspår. Vid en låg koncentration av tryptofan förlorar repressorn sin ligand och blir inaktiv igen. Med andra ord, frekvensen av transkriptionsinitieringomvänt proportionell mot mängden metabolit.
Vissa bakterieoperoner (till exempel laktos) kombinerar positiva och negativa regleringsmekanismer. Ett sådant system är nödvändigt när en signal inte räcker för rationell kontroll av uttryck. Laktosoperonet kodar alltså för enzymer som transporterar in i cellen och sedan bryter ner laktos, en alternativ energikälla som är mindre lönsam än glukos. Därför, endast vid en låg koncentration av det senare, binder CAP-proteinet till DNA och startar transkription. Detta är dock endast tillrådligt i närvaro av laktos, vars frånvaro leder till aktivering av Lac-repressorn, som blockerar polymerasets tillgång till promotorn även i närvaro av en funktionell form av aktivatorproteinet.
På grund av operonstrukturen i bakterier styrs flera gener av en regulatorisk region och 1-2 TFs, medan i eukaryoter har en enda gen ett stort antal regulatoriska element, som var och en är beroende av många andra faktorer. Denna komplexitet motsvarar den höga organisationsnivån hos eukaryoter, och särskilt flercelliga organismer.
Reglering av mRNA-syntes i eukaryoter
Kontrollen av eukaryot genuttryck bestäms av den kombinerade verkan av två element: proteintranskriptionsfakta (TF) och regulatoriska DNA-sekvenser som kan lokaliseras bredvid promotorn, mycket högre än den, i introner eller efter gen (som betyder den kodande regionen, och inte en gen i dess fulla betydelse).
Vissa områden fungerar som switchar, andra interagerar intedirekt med TF, men ge DNA-molekylen den flexibilitet som krävs för bildandet av en loopliknande struktur som åtföljer processen för transkriptionell aktivering. Sådana regioner kallas spacers. Alla regulatoriska sekvenser tillsammans med promotorn utgör genkontrollregionen.
Det är värt att notera att verkan av själva transkriptionsfaktorerna bara är en del av en komplex flernivåreglering av genetiskt uttryck, där ett stort antal element summerar till den resulterande vektorn, som avgör om RNA kommer att så småningom syntetiseras från en viss region av genomet.
En ytterligare faktor i kontrollen av transkription i kärncellen är en förändring i kromatinets struktur. Här finns både total reglering (som tillhandahålls av fördelningen av heterokromatin- och eukromatinregioner) och lokal reglering associerad med en specifik gen. För att polymeras ska fungera måste alla nivåer av DNA-komprimering, inklusive nukleosomen, elimineras.
Mångfalden av transkriptionsfaktorer i eukaryoter är förknippad med ett stort antal regulatorer, som inkluderar förstärkare, ljuddämpare (förstärkare och ljuddämpare), såväl som adapterelement och isolatorer. Dessa platser kan placeras både nära och på avsevärt avstånd från genen (upp till 50 tusen bp).
Förbättrare, ljuddämpare och adapterelement
Enhancers är kort sekvensiellt DNA som kan utlösa transkription när de interagerar med ett regulatoriskt protein. Approximation av förstärkaren till promotorregionen av genenutförs på grund av bildandet av en loopliknande struktur av DNA. Bindning av en aktivator till en förstärkare stimulerar antingen sammansättningen av initieringskomplexet eller hjälper polymeraset att fortsätta till förlängning.
Förstärkaren har en komplex struktur och består av flera modulplatser, som var och en har sitt eget regulatoriska protein.
Ljuddämpare är DNA-regioner som undertrycker eller helt utesluter möjligheten till transkription. Funktionsmekanismen för en sådan omkopplare är fortfarande okänd. En av de hypotetiska metoderna är ockupationen av stora DNA-regioner av speciella proteiner från SIR-gruppen, som blockerar tillgången till initieringsfaktorer. I det här fallet stängs alla gener inom några tusen baspar från ljuddämparen av.
Adapterelement i kombination med TFs som binder till dem utgör en separat klass av genetiska switchar som selektivt svarar på steroidhormoner, cyklisk AMP och glukokortikoider. Detta regulatoriska block är ansvarigt för cellens svar på värmechock, exponering för metaller och vissa kemiska föreningar.
Bland DNA-kontrollregionerna urskiljs en annan typ av element - isolatorer. Dessa är specifika sekvenser som förhindrar transkriptionsfaktorer från att påverka avlägsna gener. Verkningsmekanismen för isolatorer har ännu inte klarlagts.
Eukaryota transkriptionsfaktorer
Om transkriptionsfaktorer i bakterier endast har en reglerande funktion, så finns det i kärnceller en hel grupp TF:er som ger bakgrundsinitiering, men som samtidigt är direkt beroende av bindning tillDNA-reglerande proteiner. Antalet och variationen av de senare i eukaryoter är enorm. Således är andelen sekvenser som kodar för proteintranskriptionsfaktorer i människokroppen cirka 10 % av genomet.
I dagsläget är eukaryota TF: er inte väl förstådda, liksom funktionsmekanismerna för genetiska switchar, vars struktur är mycket mer komplicerad än modellerna för positiv och negativ reglering i bakterier. Till skillnad från de senare påverkas aktiviteten hos transkriptionsfaktorer för kärnceller inte av en eller två, utan av dussintals och till och med hundratals signaler som ömsesidigt kan förstärka, försvaga eller utesluta varandra.
Å ena sidan kräver aktivering av en viss gen en hel grupp av transkriptionsfaktorer, men å andra sidan kan ett regulatoriskt protein vara tillräckligt för att trigga uttrycket av flera gener genom kaskadmekanismen. Hela det här systemet är en komplex dator som bearbetar signaler från olika källor (både externa och interna) och lägger till deras effekter till slutresultatet med ett plus- eller minustecken.
Regulatoriska transkriptionsfaktorer i eukaryoter (aktivatorer och repressorer) interagerar inte med operatören, som i bakterier, utan med kontrollställen utspridda över DNA och påverkar initiering genom mellanhänder, som kan vara mediatorproteiner, faktorer i initieringskomplexet och enzymer som ändrar strukturen hos kromatin.
Med undantag för vissa TF:er som ingår i förinitieringskomplexet, har alla transkriptionsfaktorer en DNA-bindande domän som särskiljerdem från många andra proteiner som säkerställer normal passage av transkription eller fungerar som mellanhänder i dess reglering.
Närare studier har visat att eukaryota TF: er kan påverka inte bara initieringen utan också förlängningen av transkription.
Mångfald och klassificering
I eukaryoter finns det 2 grupper av proteintranskriptionsfaktorer: basala (annars kallade generella eller huvudsakliga) och regulatoriska. De förstnämnda är ansvariga för erkännandet av promotorer och skapandet av förinitieringskomplexet. Behövs för att starta transkription. Denna grupp inkluderar flera dussin proteiner som alltid finns i cellen och som inte påverkar det differentiella uttrycket av gener.
Komplexet av basala transkriptionsfaktorer är ett verktyg som till sin funktion liknar sigma-subenheten i bakterier, bara mer komplext och lämpligt för alla typer av promotorer.
Faktorer av annan typ påverkar transkription genom interaktion med regulatoriska DNA-sekvenser. Eftersom dessa enzymer är genspecifika finns det ett stort antal av dem. Genom att binda till regioner av specifika gener kontrollerar de utsöndringen av vissa proteiner.
Klassificering av transkriptionsfaktorer i eukaryoter bygger på tre principer:
- verkansmekanism;
- funktionsvillkor;
- strukturen för den DNA-bindande domänen.
Enligt den första egenskapen finns det två klasser av faktorer: basala (interagerar med promotorn) och bindning till uppströmsregioner (regulatoriska regioner belägna uppströms genen). Den här sortenklassificering motsvarar i huvudsak den funktionella uppdelningen av TF i allmänt och specifikt. Uppströmsfaktorer är indelade i 2 grupper beroende på behovet av ytterligare aktivering.
Beroende på funktionerna är konstitutiva TF:er särskiljande (alltid närvarande i alla celler) och inducerbara (inte karakteristiskt för alla celltyper och kan kräva vissa aktiveringsmekanismer). Faktorer i den andra gruppen är i sin tur indelade i cellspecifika (deltagar i ontogeni, kännetecknas av strikt uttryckskontroll, men kräver inte aktivering) och signalberoende. De senare är differentierade beroende på typen och funktionssättet för den aktiverande signalen.
Den strukturella klassificeringen av proteintranskriptionsfaktorer är mycket omfattande och inkluderar 6 superklasser, som inkluderar många klasser och familjer.
Driftsprincip
Basala faktorers funktion är en kaskadsammansättning av olika subenheter med bildandet av ett initieringskomplex och aktivering av transkription. Faktum är att denna process är det sista steget i aktivatorproteinets verkan.
Specifika faktorer kan reglera transkription i två steg:
- montering av initieringskomplexet;
- övergång till produktiv förlängning.
I det första fallet reduceras arbetet med specifika TF: er till den primära omarrangemanget av kromatin, såväl som rekryteringen, orienteringen och modifieringen av mediatorn, polymeraset och basalfaktorerna på promotorn, vilket leder till aktiveringen av transkription. Huvudelementet i signalöverföring är mediatorn - ett komplex av 24 underenheter som verkar isom en mellanhand mellan det regulatoriska proteinet och RNA-polymeras. Sekvensen av interaktioner är individuell för varje gen och dess motsvarande faktor.
Reglering av förlängning utförs på grund av interaktionen av faktorn med P-Tef-b-proteinet, vilket hjälper RNA-polymeras att övervinna den paus som är förknippad med promotorn.
Funktionella strukturer för TF
Transkriptionsfaktorer har en modulär struktur och utför sitt arbete genom tre funktionella domäner:
- DNA-bindande (DBD) - behövs för igenkänning och interaktion med genens regulatoriska region.
- Transaktiverande (TAD) – tillåter interaktion med andra regulatoriska proteiner, inklusive transkriptionsfaktorer.
- Signal-Recogniing (SSD) - krävs för uppfattning och överföring av regulatoriska signaler.
Den DNA-bindande domänen har i sin tur många typer. Huvudmotiven i dess struktur inkluderar:
- "zinkfingrar";
- homeodomain;
- "β"-lager;
- loops;
- "leucin blixt";
- spiral-loop-spiral;
- spiral-sväng-spiral.
Tack vare denna domän "läser" transkriptionsfaktorn DNA-nukleotidsekvensen i form av ett mönster på ytan av dubbelhelixen. På grund av detta är specifik igenkänning av vissa regulatoriska element möjligt.
Interaktionen mellan motiv och DNA-spiralen är baserad på den exakta överensstämmelsen mellan ytorna på dessamolekyler.
Reglering och syntes av TF
Det finns flera sätt att reglera inverkan av transkriptionsfaktorer på transkription. Dessa inkluderar:
- aktivering - en förändring i funktionaliteten hos faktorn i förhållande till DNA på grund av fosforylering, ligandfästning eller interaktion med andra regulatoriska proteiner (inklusive TF);
- translokation - transport av en faktor från cytoplasman till kärnan;
- tillgänglighet för bindningsstället - beror på graden av kromatinkondensation (i tillståndet heterokromatin är DNA inte tillgängligt för TF);
- ett komplex av mekanismer som också är karakteristiska för andra proteiner (reglering av alla processer från transkription till posttranslationell modifiering och intracellulär lokalisering).
Den sista metoden bestämmer den kvantitativa och kvalitativa sammansättningen av transkriptionsfaktorer i varje cell. Vissa TF: er kan reglera sin syntes enligt den klassiska återkopplingstypen, när dess egen produkt blir en hämmare av reaktionen. I det här fallet stoppar en viss koncentration av faktorn transkriptionen av genen som kodar för den.
Allmänna transkriptionsfaktorer
Dessa faktorer är nödvändiga för att starta transkriptionen av alla gener och betecknas i nomenklaturen som TFl, TFll och TFlll beroende på vilken typ av RNA-polymeras som de interagerar med. Varje faktor består av flera underenheter.
Basal TFs utför tre huvudfunktioner:
- korrekt placering av RNA-polymeras på promotorn;
- avveckling av DNA-kedjor i regionen där transkriptionen börjar;
- frigörelse av polymeras frånpromotor vid övergångsögonblicket till förlängning;
Vissa subenheter av basala transkriptionsfaktorer binder till promotorregulatoriska element. Den viktigaste är TATA-boxen (inte karakteristisk för alla gener), belägen på ett avstånd av "-35" nukleotider från initieringspunkten. Andra bindningsställen inkluderar INR-, BRE- och DPE-sekvenserna. Vissa TF:er kontaktar inte DNA direkt.
Gruppen av huvudtranskriptionsfaktorer för RNA-polymeras II inkluderar TFllD, TFllB, TFllF, TFllE och TFllH. Den latinska bokstaven i slutet av beteckningen indikerar ordningen för detektion av dessa proteiner. Således var faktorn TFlllA, som tillhör llll RNA-polymeras, den första som isolerades.
| Namn | Antal proteinunderenheter | Function |
| TFllD | 16 (TBP +15 TAF) | TBP binder till TATA-boxen och TAF:er känner igen andra promotorsekvenser |
| TFllB | 1 | Känner igen BRE-element, orienterar polymeras exakt vid initieringsstället |
| TFllF | 3 | Stabiliserar polymerasinteraktion med TBP och TFllB, underlättar vidhäftning av TFllE och TFllH |
| TFllE | 2 | Ansluter och justerar TFllH |
| TFllH | 10 | Separerar DNA-kedjor vid initieringspunkten, frigör det RNA-syntetiserande enzymet från promotorn och viktiga transkriptionsfaktorer (biokemiProcessen är baserad på fosforylering av den Cer5-C-terminala domänen av RNA-polymeras) |
Montering av basal TF sker endast med hjälp av en aktivator, en mediator och kromatinmodifierande proteiner.
Specific TF
Genom kontroll av genetiskt uttryck reglerar dessa transkriptionsfaktorer de biosyntetiska processerna för både enskilda celler och hela organismen, från embryogenes till fin fenotypisk anpassning till förändrade miljöförhållanden. TF:s inflytandesfär inkluderar tre huvudblock:
- utveckling (embryo- och ontogeni);
- cellcykel;
- svar på externa signaler.
En speciell grupp av transkriptionsfaktorer reglerar den morfologiska differentieringen av embryot. Denna proteinuppsättning är kodad av en speciell 180 bp konsensussekvens som kallas homeobox.
För att bestämma vilken gen som ska transkriberas måste det regulatoriska proteinet "hitta" och binda till ett specifikt DNA-ställe som fungerar som en genetisk switch (förstärkare, ljuddämpare, etc.). Varje sådan sekvens motsvarar en eller flera relaterade transkriptionsfaktorer som känner igen det önskade stället på grund av sammanträffandet av de kemiska konformationerna av ett speciellt yttre segment av helixen och den DNA-bindande domänen (nyckellåsprincip). För igenkänning används en region av DNA:ts primära struktur som kallas huvudspåret.
Efter bindning till DNA-åtgärdaktivatorprotein utlöser en serie på varandra följande steg som leder till sammansättningen av preinitiatorkomplexet. Det allmänna schemat för denna process är som följer:
- Aktivatorbindning till kromatin i promotorregionen, rekrytering av ATP-beroende omarrangemangskomplex.
- Kromatinomarrangemang, aktivering av histonmodifierande proteiner.
- Kovalent modifiering av histoner, attraktion av andra aktivatorproteiner.
- Bindning av ytterligare aktiverande proteiner till genens regulatoriska region.
- Involvering av en medlare och allmän TF.
- Montering av förinitieringskomplexet på promotorn.
- Påverkan av andra aktivatorproteiner, omarrangemang av subenheter i förinitieringskomplexet.
- Starta transkription.
Ordningen av dessa händelser kan variera från gen till gen.
Till ett så stort antal aktiveringsmekanismer motsvarar ett lika brett utbud av förtrycksmetoder. Det vill säga, genom att hämma ett av stegen på vägen till initiering kan det regulatoriska proteinet minska dess effektivitet eller helt blockera det. Oftast aktiverar repressorn flera mekanismer samtidigt, vilket garanterar frånvaron av transkription.
Koordinerad kontroll av gener
Trots att varje transkripton har sitt eget regleringssystem, har eukaryoter en mekanism som gör att, liksom bakterier, kan starta eller stoppa grupper av gener som syftar till att utföra en specifik uppgift. Detta uppnås genom en transkriptionsbestämmande faktor som fullbordar kombinationernaandra regulatoriska element som är nödvändiga för maximal aktivering eller suppression av genen.
I transkriptoner som omfattas av sådan reglering leder interaktionen mellan olika komponenter till samma protein, som fungerar som den resulterande vektorn. Därför påverkar aktiveringen av en sådan faktor flera gener samtidigt. Systemet fungerar enligt principen om en kaskad.
Sschemat för koordinerad kontroll kan övervägas på exemplet med ontogenetisk differentiering av skelettmuskelceller, vars föregångare är myoblaster.
Transkription av gener som kodar för syntesen av proteiner som är karakteristiska för en mogen muskelcell triggas av någon av fyra myogena faktorer: MyoD, Myf5, MyoG och Mrf4. Dessa proteiner aktiverar syntesen av sig själva och varandra, och inkluderar även generna för den extra transkriptionsfaktorn Mef2 och strukturella muskelproteiner. Mef2 är involverat i regleringen av ytterligare differentiering av myoblaster, samtidigt som koncentrationen av myogena proteiner bibehålls genom en positiv återkopplingsmekanism.
