Лекция 7 Факторы транскрипции

В геномах эукариот доля генов, выполняющих функции транскрипционных факторов, невелика: у дрозофилы около 700, или 5% всех генов, из них половина участвуют в контроле развития (2,5%). Число такие генов у мышей оценивается как 1500. Тем не менее их роль важна и во многом определяющая. ФТ в отличие от ФР связываются с различными элементами, расположенными в промоторной области генов.

Структурные элементы, характерные для факторов транскрипции

ФТ имеют ряд характерных структур. Наиболее известной является структура, получившая название цинковые пальцы (слайд 124). Такие структуры характерны для одного из первых изученных факторов транскрипции ТFIIIA, участвующего в транскрипции 5S-генов, для универсального фактора Sp1, GATA, уже упоминвшийся Ikarus и др.

Образуются цинковые пальцы в результате координирования цинком двух пар цистеиновых и гистидиновых остатков.

Ряд факторов имеет структуру спираль-поворот-спираль (helix-turn-helix) (слайд 125). Оказалось, что такая структура характерна и для некоторых других факторов транскрипции (например, для Oсt-1 и Oсt-2).

Еще один элемент, присущий некоторым факторам транскрипции - лейциновая застежка (слайд 126). Такой элемент характерен, например, для печень-специфического фактора транскрипции C/EBP и c-Myc, Fos. В "застежке" в этой спиральной области аминокислота лейцин встреча­ется 1 раз на каждые 7 аминокислот. Это способствует димеризации и характерно для тех факторов, которые действуют как димеры. В результате застежки ДНК-связывающих доменов эти ФТ сближаются и становятся активными.

Обычно в ФТ имется специфический домен (ДНК-связывающий домен (POU, MADS и др.)) или бокс (гомео-бокс, Т-бокс и др.), который связывается со специфическими последовательностями промоторов, каждый со своей.

В результате последовательного взаимодействия многочисленных факторов образуется активный транскрипционный комплекс. Пример одного из них на слайд 127 (ген мышечной креатинкиназы).

Транскрипционная регуляция ткане-специфических генов контролируется клеточно-специфическими промоторами, энхансерами и дехансерами, узнающих в каждом типе клеток уникальный набор (комбинацию) факторов транскрипции (ФТ). Такой специфический набор цис-действующих элементов называют модулем. Ранее уже приводился пример – LTR HIV.

Через комбинаторное взаимодействие с ФТ осуществляются специфические программы пространственно-временной экспрессии уникальных наборов генов, что отражается в различных морфологических процессах (об этом подробнее поговорим далее).

При этом следует иметь в виду, что один и тот же ген может кодировать как активатор, так и репрессор транскрипции за счет альтернативного сплайсинга или альтернативной трансляции (слайд 128).

Репрограмирование и трансдифференцировка под действием ФТ

Слайд 129

Репрограммирование (reprogramming) [лат. re- — приставка, обозначающая повторность действия или противоположное действие и греч. programma – предписание] — изменение генетической программы ядра специализированной (дифференцированной) соматической клетки при его переносе в гетерологичную цитоплазму, напр., в энуклеированную зиготу. При Р. дифференцированные клетки превращаются в стволовые. См. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.

Трансдифференцировка (transdifferentiation) [лат. trans — сквозь, через и differentia — различие] — превращение взрослой региональной стволовой клетки (см. Региональная стволовая клетка) в клетки другого органа и/или ткан, относящимся к другому зародышевому листку. Напр., in vitro под действием отдельных факторов мезенхимальные клетки костного мозга способны к Т. в Шванновские клетки, нейроны, мышечные клетки и др. типы клеток.

Трансдифференцировка (Слайд 130).

Репрограммирование (Слайд 131)

Факторы транскрипции!!!