Back to chapter

14.3:

Transcriptiefactoren

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

– [Instructeur] In eukaryotische cellen zijn transcriptiefactoren eiwitten die zich combineren tot DNA en de expressie van genen reguleren. Om transcriptie te initiëren, heeft elk RNA-polymerase verschillende eiwitten nodig die Basale Transcriptiefactoren worden genoemd, om zich te binden aan promotorregio’s. Bijvoorbeeld, de eerste en grootste van deze proteïnen, TFIID genaamd, zal zich binden aan de TATA-Box regio die in de meeste promotors wordt aangetroffen. Samen met andere eiwitten rekruteren ze de polymerase naar de promotorregio en vormen ze het Pre-initiatie Complex. Specifieke transcriptiefactoren, daarentegen, worden gecombineerd tot distale regelgevende regio’s, de zogenaamde enhancer-regio’s, weg van de startplaats van de transcriptie. Soms, duizenden basenparen stroomopwaarts of stroomafwaarts van een gen, en veroorzaken hogere transcriptiesnelheden. In een proces dat looping wordt genoemd, zal de DNA-streng zodanig buigen dat transcriptiefactoren die gebonden zijn aan enhancer-regio’s in staat zijn om eiwit-eiwit interacties met Mediator-eiwitten en het pre-initiatiecomplex tot stand te brengen. Specifieke transcriptiefactoren die zich binden aan Enhancer-regio’s om transcriptie te bevorderen staan bekend als Activators. Terwijl degenen die de transcriptie blokkeren of verminderen, repressoren worden genoemd. De aanwezigheid van specifieke transcriptiefactoren en distale regulerende elementen maakt differentiële genexpressie mogelijk, zoals het aan- of uitzetten van verschillende genen tijdens de vroege ontwikkeling om te bepalen of de cel een huidcel of een neuron zal worden, alsook de gecoördineerde transcriptie van gerelateerde functionele genen. Meer dan 1.500 verschillende transcriptiefactoren zijn bij mensen geïdentificeerd die een breed scala aan cruciale genen reguleren, van de bepaling van celtypes in een vroeg ontwikkelingsstadium tot de cellulaire respons op verschillende omgevingsfactoren.

14.3:

Transcriptiefactoren

Weefselspecifieke transcriptiefactoren dragen bij aan diverse cellulaire functies bij zoogdieren. Het gen voor bètaglobine, een belangrijk bestanddeel van hemoglobine, is bijvoorbeeld aanwezig in alle cellen van het lichaam. Het komt echter alleen tot expressie in rode bloedcellen omdat de transcriptiefactoren die kunnen binden aan de promotorsequenties van het bètaglobinegen alleen in deze cellen tot expressie worden gebracht. Weefselspecifieke transcriptiefactoren zorgen er ook voor dat mutaties in deze factoren alleen de functie van bepaalde weefsels of lichaamsdelen kunnen aantasten zonder het hele organisme te beïnvloeden.

Transcriptiefactoren in eukaryoten zorgen voor een extra laag van complexiteit en oefenen combinatorische controle uit. Dat betekent dat de expressie van een enkel gen wordt gereguleerd door de synchrone input van verschillende transcriptiefactoren. Door de combinatie van verschillende transcriptionele activatoren en repressoren kan een gen differentieel worden gereguleerd en zich aanpassen aan een verschillende omgevingsveranderingen zonder dat er extra genen nodig zijn.

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]