Ve všech organismech (s výjimkou některých virů) probíhá implementace genetického materiálu podle systému DNA-RNA-protein. V první fázi se informace přepisují (přepisují) z jedné nukleové kyseliny na druhou. Proteiny, které regulují tento proces, se nazývají transkripční faktory.
Co je přepis
Trankripce je biosyntéza molekuly RNA založená na templátu DNA. To je možné díky komplementaritě určitých dusíkatých bází, které tvoří nukleové kyseliny. Syntéza je prováděna specializovanými enzymy - RNA polymerázami a je řízena mnoha regulačními proteiny.
Nepřepisuje se celý genom najednou, ale pouze jeho určitá část, zvaná transkripton. Ten zahrnuje promotor (místo připojení RNA polymerázy) a terminátor (sekvence, která aktivuje dokončení syntézy).
Prokaryotický transkripton je operon skládající se z několika strukturních genů (cistronů). Na jejím základě je syntetizována polycistronní RNA,obsahující informace o aminokyselinové sekvenci skupiny funkčně příbuzných proteinů. Eukaryotický transkript obsahuje pouze jeden gen.
Biologickou úlohou procesu transkripce je tvorba templátových sekvencí RNA, na jejichž základě probíhá v ribozomech syntéza proteinů (translace).
Syntéza RNA u prokaryot a eukaryot
Schéma syntézy RNA je stejná pro všechny organismy a zahrnuje 3 fáze:
- Iniciace - připojení polymerázy k promotoru, aktivace procesu.
- Prodloužení - prodloužení nukleotidového řetězce ve směru od 3' do 5' konce s uzavřením fosfodiesterových vazeb mezi dusíkatými bázemi, které jsou vybrány komplementárně k monomerům DNA.
- Ukončení je dokončením procesu syntézy.
U prokaryot jsou všechny typy RNA transkribovány jednou RNA polymerázou, skládající se z pěti protomerů (β, β', ω a dvou α podjednotek), které dohromady tvoří jádro-enzym schopný zvýšit řetězec ribonukleotidů. Existuje také další jednotka σ, bez které je připojení polymerázy k promotoru nemožné. Komplex jádra a sigma faktoru se nazývá holoenzym.
Navzdory skutečnosti, že podjednotka σ není vždy spojena s jádrem, je považována za součást RNA polymerázy. V disociovaném stavu se sigma není schopna vázat na promotor, pouze jako součást holoenzymu. Po dokončení iniciace se tento protomer oddělí od jádra a je nahrazen elongačním faktorem.
Funkceprokaryota je kombinací procesů translace a transkripce. Ribozomy se okamžitě připojí k RNA, která se začne syntetizovat a vytvoří řetězec aminokyselin. Transkripce se zastaví kvůli vytvoření vlásenky v oblasti terminátoru. V této fázi se komplex DNA-polymeráza-RNA rozpadne.
V eukaryotických buňkách provádějí transkripci tři enzymy:
- RNA polymeráza l – syntetizuje 28S a 18S-ribozomální RNA.
- RNA polymeráza ll – přepisuje geny kódující proteiny a malé jaderné RNA.
- RNA polymeráza III – zodpovědná za syntézu tRNA a 5S rRNA (malá podjednotka ribozomů).
Žádný z těchto enzymů není schopen iniciovat transkripci bez účasti specifických proteinů, které zajišťují interakci s promotorem. Podstata procesu je stejná jako u prokaryot, ale každý stupeň je mnohem složitější s účastí většího množství funkčních a regulačních prvků, včetně těch, které modifikují chromatin. Jen v iniciační fázi se účastní asi sto proteinů včetně řady transkripčních faktorů, zatímco u bakterií stačí k navázání na promotor jedna sigma podjednotka a někdy je potřeba pomoc aktivátoru.
Nejdůležitější příspěvek biologické role transkripce v biosyntéze různých typů proteinů určuje potřebu přísného systému kontroly čtení genů.
Předpisy
V žádné buňce není genetický materiál plně realizován: pouze část genů je přepsána, zatímco zbytek je neaktivní. To je možné díky komplexuregulační mechanismy, které určují, ze kterých segmentů DNA a v jakém množství budou syntetizovány sekvence RNA.
U jednobuněčných organismů má rozdílná aktivita genů adaptivní hodnotu, zatímco u mnohobuněčných organismů určuje i procesy embryogeneze a ontogeneze, kdy se na základě jednoho genomu tvoří různé typy tkání.
Genová exprese je řízena na několika úrovních. Nejdůležitějším krokem je regulace transkripce. Biologický význam tohoto mechanismu spočívá v udržení požadovaného množství různých proteinů, které buňka nebo organismus vyžaduje v určitém okamžiku existence.
Dochází k úpravě biosyntézy na jiných úrovních, jako je zpracování, translace a transport RNA z jádra do cytoplazmy (ta druhá u prokaryot chybí). Při pozitivní regulaci jsou tyto systémy zodpovědné za produkci proteinu založeného na aktivovaném genu, což je biologický význam transkripce. V jakékoli fázi však může být řetěz zavěšen. Některé regulační rysy u eukaryot (alternativní promotory, sestřih, modifikace polyadenačních míst) vedou ke vzniku různých variant molekul proteinů založených na stejné sekvenci DNA.
Vzhledem k tomu, že tvorba RNA je prvním krokem v dekódování genetické informace na cestě k biosyntéze proteinů, je biologická úloha procesu transkripce při modifikaci buněčného fenotypu mnohem významnější než regulace zpracování nebo translace.
Stanovení aktivity specifických genů jako vu prokaryot i eukaryot se vyskytuje ve fázi iniciace pomocí specifických přepínačů, mezi které patří regulační oblasti DNA a transkripční faktory (TF). Provoz takových přepínačů není autonomní, ale je pod přísnou kontrolou jiných celulárních systémů. Existují také mechanismy nespecifické regulace syntézy RNA, které zajišťují normální průchod iniciace, elongace a terminace.
Koncept transkripčních faktorů
Na rozdíl od regulačních prvků genomu jsou transkripční faktory chemicky proteiny. Vazbou na specifické oblasti DNA mohou aktivovat, inhibovat, urychlit nebo zpomalit proces transkripce.
V závislosti na vyvolaném účinku lze transkripční faktory prokaryot a eukaryot rozdělit do dvou skupin: aktivátory (iniciují nebo zvyšují intenzitu syntézy RNA) a represory (potlačují nebo inhibují proces). V současné době bylo v různých organismech nalezeno více než 2000 TF.
Transkripční regulace u prokaryot
U prokaryot probíhá řízení syntézy RNA hlavně v iniciační fázi díky interakci TF se specifickou oblastí transkriptu - operátorem, který se nachází vedle promotoru (někdy se s ním protíná) a, ve skutečnosti je místem přistání pro regulační protein (aktivátor nebo represor). Bakterie se vyznačují jiným způsobem diferenciální kontroly genů - syntézou alternativních σ-podjednotek určených pro různé skupiny promotorů.
Částečně operonový výrazmohou být regulovány ve stádiích elongace a terminace, ale ne díky TF vázajícím DNA, ale díky proteinům interagujícím s RNA polymerázou. Patří mezi ně proteiny Gre a anti-terminátorové faktory Nus a RfaH.
Prodloužení a ukončení transkripce u prokaryot je určitým způsobem ovlivněno paralelní syntézou proteinů. U eukaryot jsou oba tyto procesy samotné i transkripční a translační faktory prostorově odděleny, což znamená, že spolu funkčně nesouvisejí.
Aktivátory a represory
Prokaryota mají dva mechanismy regulace transkripce v iniciační fázi:
- pozitivní – prováděno aktivačními proteiny;
- negativní – řízeno represory.
Když je faktor pozitivně regulován, připojení faktoru k operátoru gen aktivuje, a když je negativní, naopak jej vypíná. Schopnost regulačního proteinu vázat se na DNA závisí na připojení ligandu. Roli posledně jmenovaných obvykle hrají nízkomolekulární buněčné metabolity, které v tomto případě fungují jako koaktivátory a korepresory.
Mechanismus účinku represoru je založen na překrývání oblastí promotoru a operátora. V operonech s touto strukturou uzavře připojení proteinového faktoru k DNA část místa přistání pro RNA polymerázu, což jí brání v zahájení transkripce.
Aktivátory fungují na slabých promotorech s nízkou funkčností, které jsou špatně rozpoznávány RNA polymerázami nebo se obtížně taví (oddělená vlákna spirályDNA nutná k zahájení transkripce). Spojením operátora dochází k interakci proteinového faktoru s polymerázou, čímž se významně zvyšuje pravděpodobnost iniciace. Aktivátory jsou schopny zvýšit intenzitu transkripce 1000krát.
Některé prokaryotické TF mohou působit jako aktivátory i represory v závislosti na umístění operátora ve vztahu k promotoru: pokud se tyto oblasti překrývají, faktor inhibuje transkripci, jinak se spustí.
| Funkce ligandu s ohledem na faktor | Stav ligandu | Negativní nařízení | Pozitivní regulace |
| Poskytuje oddělení od DNA | Připojuji se | Odstranění represorového proteinu, aktivace genu | Odstranění aktivátorového proteinu, vypnutí genu |
| Přidává faktor k DNA | Smazat | Odstranění represoru, zahrnutí transkripce | Odstraňte aktivátor, vypněte přepis |
Negativní regulaci lze uvažovat na příkladu tryptofanového operonu bakterie E. coli, který je charakterizován umístěním operátora v promotorové sekvenci. Represorový protein je aktivován připojením dvou molekul tryptofanu, které mění úhel DNA-vazebné domény tak, aby mohla vstoupit do hlavní drážky dvojité šroubovice. Při nízké koncentraci tryptofanu represor ztrácí svůj ligand a stává se opět neaktivní. Jinými slovy, frekvence iniciace transkripcenepřímo úměrné množství metabolitu.
Některé bakteriální operony (například laktóza) kombinují pozitivní a negativní regulační mechanismy. Takový systém je nezbytný, když jeden signál nestačí k racionálnímu řízení projevu. Laktózový operon tedy kóduje enzymy, které se transportují do buňky a poté rozkládají laktózu, alternativní zdroj energie, který je méně ziskový než glukóza. Proto pouze při nízké koncentraci posledně jmenovaného se protein CAP váže na DNA a zahajuje transkripci. To je však vhodné pouze v přítomnosti laktózy, jejíž nepřítomnost vede k aktivaci Lac represoru, který blokuje přístup polymerázy k promotoru i v přítomnosti funkční formy aktivátorového proteinu.
Vzhledem k operonové struktuře v bakteriích je několik genů řízeno jednou regulační oblastí a 1-2 TF, zatímco u eukaryot má jeden gen velký počet regulačních prvků, z nichž každý je závislý na mnoha dalších faktory. Tato složitost odpovídá vysoké úrovni organizace eukaryot, a zejména mnohobuněčných organismů.
Regulace syntézy mRNA u eukaryot
Kontrola eukaryotické genové exprese je určena kombinovaným působením dvou prvků: proteinových transkripčních faktů (TF) a regulačních sekvencí DNA, které mohou být umístěny vedle promotoru, mnohem výše, v intronech nebo po promotoru. gen (což znamená kódující oblast, nikoli gen v jeho plném významu).
Některé oblasti fungují jako přepínače, jiné neinteragujípřímo s TF, ale dávají molekule DNA flexibilitu nezbytnou pro vytvoření struktury podobné smyčce, která doprovází proces aktivace transkripce. Takové oblasti se nazývají spacery. Všechny regulační sekvence spolu s promotorem tvoří oblast kontroly genu.
Za zmínku stojí, že působení samotných transkripčních faktorů je pouze součástí komplexní víceúrovňové regulace genetické exprese, ve které se do výsledného vektoru sčítá obrovské množství prvků, které určují, zda RNA bude případně být syntetizován z určité oblasti genomu.
Dalším faktorem při řízení transkripce v jaderné buňce je změna struktury chromatinu. Zde je přítomna jak celková regulace (zabezpečená distribucí oblastí heterochromatinu a euchromatinu), tak lokální regulace spojená s konkrétním genem. Aby polymeráza fungovala, musí být odstraněny všechny úrovně zhuštění DNA, včetně nukleozomu.
Různorodost transkripčních faktorů u eukaryot je spojena s velkým počtem regulátorů, které zahrnují zesilovače, tlumiče (zesilovače a tlumiče), stejně jako prvky adaptérů a izolátory. Tato místa mohou být umístěna v blízkosti genu i ve značné vzdálenosti od něj (až 50 tisíc bp).
Vylepšovače, tlumiče a prvky adaptéru
Enhancery jsou krátké sekvenční DNA schopné spustit transkripci při interakci s regulačním proteinem. Přiblížení zesilovače k promotorové oblasti genuse provádí v důsledku tvorby smyčkové struktury DNA. Vazba aktivátoru na zesilovač buď stimuluje sestavení iniciačního komplexu, nebo pomáhá polymeráze postupovat k prodloužení.
Enhancer má složitou strukturu a skládá se z několika modulových míst, z nichž každé má svůj vlastní regulační protein.
Tlumiče jsou oblasti DNA, které potlačují nebo zcela vylučují možnost transkripce. Mechanismus fungování takového spínače je stále neznámý. Jednou z předpokládaných metod je obsazení velkých oblastí DNA speciálními proteiny skupiny SIR, které blokují přístup k iniciačním faktorům. V tomto případě jsou všechny geny umístěné v okruhu několika tisíc párů bází od tlumiče vypnuty.
Adaptérové prvky v kombinaci s TF, které se na ně vážou, tvoří samostatnou třídu genetických spínačů, které selektivně reagují na steroidní hormony, cyklický AMP a glukokortikoidy. Tento regulační blok je zodpovědný za reakci buňky na tepelný šok, expozici kovům a určitým chemickým sloučeninám.
Mezi kontrolními oblastmi DNA se rozlišuje další typ prvků - izolátory. Jde o specifické sekvence, které brání transkripčním faktorům ovlivňovat vzdálené geny. Mechanismus účinku izolantů nebyl dosud objasněn.
Eukaryotické transkripční faktory
Pokud mají transkripční faktory u bakterií pouze regulační funkci, pak v jaderných buňkách existuje celá skupina TF, které zajišťují iniciaci pozadí, ale zároveň přímo závisí na vazbě naDNA regulační proteiny. Počet a rozmanitost posledně jmenovaných u eukaryot je obrovská. V lidském těle je tedy podíl sekvencí kódujících proteinové transkripční faktory asi 10 % genomu.
K dnešnímu dni nejsou eukaryotické TF dobře pochopeny, stejně jako mechanismy fungování genetických spínačů, jejichž struktura je mnohem komplikovanější než modely pozitivní a negativní regulace u bakterií. Na rozdíl od posledně jmenovaných je aktivita transkripčních faktorů jaderných buněk ovlivněna nikoli jedním nebo dvěma, ale desítkami a dokonce stovkami signálů, které se mohou vzájemně posilovat, oslabovat nebo vylučovat.
Na jedné straně aktivace konkrétního genu vyžaduje celou skupinu transkripčních faktorů, ale na druhou stranu může stačit jeden regulační protein ke spuštění exprese několika genů kaskádovým mechanismem. Celý tento systém je komplexní počítač, který zpracovává signály z různých zdrojů (externích i interních) a přidává jejich efekty ke konečnému výsledku se znaménkem plus nebo mínus.
Regulační transkripční faktory u eukaryot (aktivátory a represory) neinteragují s operátorem jako u bakterií, ale s kontrolními místy rozptýlenými po DNA a ovlivňují iniciaci prostřednictvím prostředníků, kterými mohou být mediátorové proteiny, faktory iniciačního komplexu a enzymy, které mění strukturu chromatinu.
S výjimkou některých TF obsažených v pre-iniciačním komplexu mají všechny transkripční faktory doménu vázající DNA, která odlišujez mnoha dalších proteinů, které zajišťují normální průchod transkripce nebo působí jako prostředníci při její regulaci.
Nedávné studie ukázaly, že eukaryotické TF mohou ovlivnit nejen iniciaci, ale také prodloužení transkripce.
Rozmanitost a klasifikace
U eukaryot existují 2 skupiny proteinových transkripčních faktorů: bazální (jinak nazývané obecné nebo hlavní) a regulační. Ti první jsou zodpovědní za rozpoznání promotorů a vytvoření komplexu preiniciace. Potřebné pro zahájení přepisu. Tato skupina zahrnuje několik desítek proteinů, které jsou vždy přítomny v buňce a neovlivňují rozdílnou expresi genů.
Komplex bazálních transkripčních faktorů je nástroj podobný funkcí sigma podjednotce u bakterií, jen je složitější a vhodný pro všechny typy promotorů.
Faktory jiného typu ovlivňují transkripci prostřednictvím interakce s regulačními sekvencemi DNA. Jelikož jsou tyto enzymy genově specifické, existuje jich obrovské množství. Vazbou na oblasti specifických genů řídí sekreci určitých proteinů.
Klasifikace transkripčních faktorů u eukaryot je založena na třech principech:
- mechanismus účinku;
- funkční podmínky;
- struktura domény vázající DNA.
Podle prvního rysu existují 2 třídy faktorů: bazální (interagují s promotorem) a vazebné na upstream oblasti (regulační oblasti umístěné proti směru genu). Tento druhklasifikace v podstatě odpovídá funkčnímu rozdělení TF na obecnou a specifickou. Upstream faktory jsou rozděleny do 2 skupin v závislosti na potřebě další aktivace.
Podle funkcí fungování se rozlišují konstitutivní TF (vždy přítomné v jakékoli buňce) a indukovatelné (není charakteristické pro všechny typy buněk a mohou vyžadovat určité aktivační mechanismy). Faktory druhé skupiny se zase dělí na buněčně specifické (účastní se ontogeneze, vyznačují se přísnou kontrolou exprese, ale nevyžadují aktivaci) a závislé na signálu. Ty se rozlišují podle typu a způsobu působení aktivačního signálu.
Strukturální klasifikace proteinových transkripčních faktorů je velmi rozsáhlá a zahrnuje 6 supertříd, které zahrnují mnoho tříd a rodin.
Princip fungování
Fungování bazálních faktorů je kaskádové sestavení různých podjednotek s tvorbou iniciačního komplexu a aktivací transkripce. Ve skutečnosti je tento proces posledním krokem v působení aktivačního proteinu.
Konkrétní faktory mohou regulovat transkripci ve dvou krocích:
- sestavení iniciačního komplexu;
- přechod k produktivnímu prodloužení.
V prvním případě je práce specifických TF redukována na primární přeskupení chromatinu, stejně jako nábor, orientaci a modifikaci mediátoru, polymerázy a bazálních faktorů na promotoru, což vede k aktivaci přepisu. Hlavním prvkem přenosu signálu je mediátor - komplex 24 působících podjednotekjako prostředník mezi regulačním proteinem a RNA polymerázou. Sekvence interakcí je individuální pro každý gen a jeho odpovídající faktor.
Regulace elongace se provádí díky interakci faktoru s proteinem P-Tef-b, který pomáhá RNA polymeráze překonat pauzu spojenou s promotorem.
Funkční struktury TF
Trankripční faktory mají modulární strukturu a svou práci vykonávají prostřednictvím tří funkčních domén:
- Vazba DNA (DBD) – potřebná pro rozpoznání a interakci s regulační oblastí genu.
- Trans-aktivující (TAD) – umožňuje interakci s jinými regulačními proteiny, včetně transkripčních faktorů.
- Signal-Recognizing (SSD) – nutné pro vnímání a přenos regulačních signálů.
Doména vázající DNA má zase mnoho typů. Mezi hlavní motivy v jeho struktuře patří:
- "zinkové prsty";
- homeodoména;
- "β"-layers;
- loops;
- "leucinový blesk";
- spiral-loop-spiral;
- spiral-turn-spiral.
Díky této doméně transkripční faktor „čte“nukleotidovou sekvenci DNA ve formě vzoru na povrchu dvoušroubovice. Díky tomu je možné specifické rozpoznání určitých regulačních prvků.
Interakce motivů se šroubovicí DNA je založena na přesné shodě mezi povrchy těchtomolekuly.
Regulace a syntéza TF
Existuje několik způsobů, jak regulovat vliv transkripčních faktorů na transkripci. Patří mezi ně:
- aktivace - změna funkčnosti faktoru ve vztahu k DNA v důsledku fosforylace, připojení ligandu nebo interakce s jinými regulačními proteiny (včetně TF);
- translokace - transport faktoru z cytoplazmy do jádra;
- dostupnost vazebného místa - závisí na stupni kondenzace chromatinu (ve stavu heterochromatinu není DNA dostupná pro TF);
- komplex mechanismů, které jsou charakteristické i pro jiné proteiny (regulace všech procesů od transkripce po posttranslační modifikaci a intracelulární lokalizaci).
Poslední metoda určuje kvantitativní a kvalitativní složení transkripčních faktorů v každé buňce. Některé TF jsou schopny regulovat svou syntézu podle klasického zpětnovazebního typu, kdy se jejich vlastní produkt stává inhibitorem reakce. V tomto případě určitá koncentrace faktoru zastaví transkripci genu, který jej kóduje.
Obecné transkripční faktory
Tyto faktory jsou nezbytné pro zahájení transkripce jakýchkoli genů a jsou v nomenklatuře označovány jako TFl, TFll a TFlll v závislosti na typu RNA polymerázy, se kterou interagují. Každý faktor se skládá z několika podjednotek.
Bazální TF plní tři hlavní funkce:
- správné umístění RNA polymerázy na promotoru;
- rozvinutí řetězců DNA v oblasti začátku transkripce;
- osvobození polymerázy zpromotor v okamžiku přechodu k prodloužení;
Určité podjednotky bazálních transkripčních faktorů se vážou na regulační prvky promotoru. Nejdůležitější je TATA box (není charakteristický pro všechny geny), umístěný ve vzdálenosti "-35" nukleotidů od místa iniciace. Další vazebná místa zahrnují sekvence INR, BRE a DPE. Některé TF přímo nekontaktují DNA.
Skupina hlavních transkripčních faktorů RNA polymerázy II zahrnuje TFllD, TFllB, TFllF, TFllE a TFllH. Latinské písmeno na konci označení označuje pořadí detekce těchto proteinů. Jako první byl tedy izolován faktor TFlllA, který patří k lll RNA polymeráze.
| Jméno | Počet proteinových podjednotek | Funkce |
| TFllD | 16 (TBP +15 TAF) | TBP se váže na TATA box a TAF rozpoznává další promotorové sekvence |
| TFllB | 1 | Rozpoznává prvek BRE, přesně orientuje polymerázu v místě iniciace |
| TFllF | 3 | Stabilizuje interakci polymerázy s TBP a TFllB, usnadňuje připojení TFllE a TFllH |
| TFllE | 2 | Připojuje a upravuje TFllH |
| TFllH | 10 | Odděluje řetězce DNA v místě iniciace, uvolňuje enzym syntetizující RNA od promotoru a hlavních transkripčních faktorů (biochemieproces je založen na fosforylaci Cer5-C-terminální domény RNA polymerázy) |
Sestavení bazální TF probíhá pouze za pomoci aktivátoru, mediátoru a proteinů modifikujících chromatin.
Specifické TF
Prostřednictvím kontroly genetické exprese regulují tyto transkripční faktory biosyntetické procesy jak jednotlivých buněk, tak celého organismu, od embryogeneze až po jemné fenotypové přizpůsobení měnícím se podmínkám prostředí. Sféra vlivu TF zahrnuje 3 hlavní bloky:
- vývoj (embryo a ontogeneze);
- buněčný cyklus;
- reakce na externí signály.
Zvláštní skupina transkripčních faktorů reguluje morfologickou diferenciaci embrya. Tento proteinový soubor je kódován speciální 180bp konsenzuální sekvencí zvanou homeobox.
Aby bylo možné určit, který gen by měl být transkribován, musí regulační protein „najít“a navázat se na specifické místo DNA, které funguje jako genetický spínač (enhancer, tlumič atd.). Každá taková sekvence odpovídá jednomu nebo více souvisejícím transkripčním faktorům, které rozpoznávají požadované místo díky koincidenci chemických konformací konkrétního vnějšího segmentu šroubovice a DNA-vazebné domény (princip key-lock). K rozpoznání se používá oblast primární struktury DNA nazývaná hlavní drážka.
Po navázání na působení DNAaktivátorový protein spouští řadu po sobě jdoucích kroků vedoucích k sestavení preiniciátorového komplexu. Zobecněné schéma tohoto procesu je následující:
- Vazba aktivátoru na chromatin v promotorové oblasti, nábor ATP-dependentních přeskupovacích komplexů.
- Přeskupení chromatinu, aktivace proteinů modifikujících histony.
- Kovalentní modifikace histonů, přitahování jiných aktivátorových proteinů.
- Vazba dalších aktivačních proteinů na regulační oblast genu.
- Zapojení mediátora a obecného TF.
- Sestavení pre-iniciačního komplexu na promotor.
- Vliv dalších aktivátorových proteinů, přeskupení podjednotek pre-iniciačního komplexu.
- Zahájit přepis.
Pořadí těchto událostí se může lišit gen od genu.
Tak velkému množství aktivačních mechanismů odpovídá stejně široká škála represivních metod. To znamená, že inhibicí jednoho ze stupňů na cestě k iniciaci může regulační protein snížit jeho účinnost nebo jej zcela zablokovat. Nejčastěji represor aktivuje několik mechanismů najednou, což zaručuje absenci transkripce.
Koordinovaná kontrola genů
Navzdory skutečnosti, že každý transkript má svůj vlastní regulační systém, eukaryota mají mechanismus, který umožňuje, stejně jako bakteriím, spouštět nebo zastavovat skupiny genů zaměřené na provedení konkrétního úkolu. Toho je dosaženo faktorem určujícím transkripci, který doplňuje kombinacedalší regulační prvky nezbytné pro maximální aktivaci nebo potlačení genu.
V transkriptech podléhajících takové regulaci vede interakce různých složek ke stejnému proteinu, který působí jako výsledný vektor. Aktivace takového faktoru proto ovlivňuje několik genů najednou. Systém funguje na principu kaskády.
Schéma koordinovaného řízení lze uvažovat na příkladu ontogenetické diferenciace buněk kosterního svalstva, jejichž prekurzory jsou myoblasty.
Transkripce genů kódujících syntézu proteinů charakteristických pro zralou svalovou buňku je spouštěna kterýmkoli ze čtyř myogenních faktorů: MyoD, Myf5, MyoG a Mrf4. Tyto proteiny aktivují syntézu sebe i sebe navzájem a zahrnují také geny pro další transkripční faktor Mef2 a strukturální svalové proteiny. Mef2 se podílí na regulaci další diferenciace myoblastů při současném udržování koncentrace myogenních proteinů mechanismem pozitivní zpětné vazby.
