În toate organismele (cu excepția unor virusuri), implementarea materialului genetic are loc conform sistemului ADN-ARN-proteine. În prima etapă, informațiile sunt rescrise (transcrise) de la un acid nucleic la altul. Proteinele care reglează acest proces se numesc factori de transcripție.
Ce este transcrierea
Transcrierea este biosinteza unei molecule de ARN bazată pe un șablon de ADN. Acest lucru este posibil datorită complementarității anumitor baze azotate care alcătuiesc acizii nucleici. Sinteza este realizată de enzime specializate - ARN polimeraze și este controlată de multe proteine reglatoare.
Întregul genom nu este transcris odată, ci doar o anumită parte a acestuia, numită transcripton. Acesta din urmă include un promotor (locul de atașare al ARN polimerazei) și un terminator (o secvență care activează finalizarea sintezei).
Transcriptonul procariotic este un operon format din mai multe gene structurale (cistroni). Pe baza acestuia, se sintetizează ARN policistronic,care conțin informații despre secvența de aminoacizi a unui grup de proteine înrudite funcțional. Transcriptonul eucariotic conține o singură genă.
Rolul biologic al procesului de transcripție este formarea de secvențe de ARN șablon, pe baza cărora sinteza proteinelor (traducerea) se realizează în ribozomi.
Sinteza ARN la procariote și eucariote
Schema de sinteză a ARN-ului este aceeași pentru toate organismele și include 3 etape:
- Inițierea - atașarea polimerazei la promotor, activarea procesului.
- Alungire - extinderea lanțului de nucleotide în direcția de la capătul 3’ la 5’ cu închiderea legăturilor fosfodiesterice între bazele azotate, care sunt selectate complementar monomerilor ADN.
- Încheierea este finalizarea procesului de sinteză.
La procariote, toate tipurile de ARN sunt transcrise de o ARN polimerază, constând din cinci protomeri (β, β', ω și două subunități α), care împreună formează un miez-enzim capabil să crească lanțul de ribonucleotide. Există, de asemenea, o unitate suplimentară σ, fără de care atașarea polimerazei la promotor este imposibilă. Complexul nucleului și al factorului sigma se numește holoenzimă.
În ciuda faptului că subunitatea σ nu este întotdeauna asociată cu miezul, este considerată parte a ARN polimerazei. În starea disociată, sigma nu este capabilă să se lege de promotor, doar ca parte a holoenzimei. După terminarea inițierii, acest protomer se separă de miez, fiind înlocuit cu un factor de alungire.
Funcțieprocariotele este o combinație de procese de translație și transcripție. Ribozomii se alătură imediat ARN-ului care începe să fie sintetizat și construiesc un lanț de aminoacizi. Transcripția se oprește din cauza formării unei structuri în ac de păr în regiunea terminatorului. În această etapă, complexul ADN-polimerază-ARN se descompune.
În celulele eucariote, transcripția este efectuată de trei enzime:
- ARN polimeraza l – sintetizează ARN ribozomal 28S și 18S.
- ARN polimeraza ll – transcrie genele care codifică proteine și ARN-uri nucleare mici.
- ARN polimeraza lll - responsabilă de sinteza ARNt și ARNr 5S (subunitate mică a ribozomilor).
Niciuna dintre aceste enzime nu este capabilă să inițieze transcripția fără participarea unor proteine specifice care asigură interacțiunea cu promotorul. Esența procesului este aceeași ca la procariote, dar fiecare etapă este mult mai complicată cu participarea unui număr mai mare de elemente funcționale și de reglare, inclusiv cele modificatoare de cromatina. Numai în stadiul de inițiere sunt implicate aproximativ o sută de proteine, inclusiv o serie de factori de transcripție, în timp ce în bacterii, o subunitate sigma este suficientă pentru a se lega de promotor și uneori este nevoie de ajutorul unui activator.
Cea mai importantă contribuție a rolului biologic al transcripției în biosinteza diferitelor tipuri de proteine determină necesitatea unui sistem strict de control al citirii genelor.
Regulament transcripțional
În nicio celulă materialul genetic nu este realizat integral: doar o parte din gene este transcrisă, în timp ce restul sunt inactive. Acest lucru este posibil datorită complexuluimecanisme de reglare care determină din ce segmente de ADN și în ce cantitate vor fi sintetizate secvențele de ARN.
La organismele unicelulare, activitatea diferențială a genelor are o valoare adaptativă, în timp ce la organismele multicelulare determină și procesele de embriogeneză și ontogeneză, când pe baza unui singur genom se formează diferite tipuri de țesuturi.
Expresia genelor este controlată la mai multe niveluri. Cel mai important pas este reglarea transcripției. Semnificația biologică a acestui mecanism este de a menține cantitatea necesară de diferite proteine cerute de o celulă sau organism într-un anumit moment al existenței.
Există o ajustare a biosintezei la alte niveluri, cum ar fi procesarea, translația și transportul ARN-ului de la nucleu la citoplasmă (acesta din urmă este absent la procariote). Când sunt reglate pozitiv, aceste sisteme sunt responsabile pentru producerea unei proteine bazate pe gena activată, care este sensul biologic al transcripției. Cu toate acestea, în orice etapă lanțul poate fi suspendat. Unele caracteristici de reglare la eucariote (promotori alternativi, splicing, modificarea site-urilor de poliadenelare) duc la apariția diferitelor variante de molecule de proteine bazate pe aceeași secvență de ADN.
Deoarece formarea ARN-ului este primul pas în decodificarea informației genetice pe calea spre biosinteza proteinelor, rolul biologic al procesului de transcripție în modificarea fenotipului celular este mult mai semnificativ decât reglarea procesării sau translației..
Determinarea activității unor gene specifice ca înatât la procariote, cât și la eucariote, apare în stadiul de inițiere cu ajutorul unor comutatoare specifice, care includ regiuni reglatoare ale ADN-ului și factori de transcripție (TF). Funcționarea unor astfel de comutatoare nu este autonomă, ci se află sub controlul strict al altor sisteme celulare. Există și mecanisme de reglare nespecifică a sintezei ARN, care asigură trecerea normală a inițierii, alungirii și terminației.
Conceptul de factori de transcripție
Spre deosebire de elementele de reglare ale genomului, factorii de transcripție sunt din punct de vedere chimic proteine. Prin legarea de anumite regiuni ale ADN-ului, acestea pot activa, inhiba, accelera sau încetini procesul de transcripție.
În funcție de efectul produs, factorii de transcripție ai procariotelor și eucariotelor pot fi împărțiți în două grupe: activatori (inițiază sau cresc intensitatea sintezei ARN) și represori (suprimă sau inhibă procesul). În prezent, peste 2000 de TF au fost găsite în diferite organisme.
Reglarea transcripțională la procariote
La procariote, controlul sintezei ARN are loc în principal în stadiul de inițiere datorită interacțiunii TF cu o regiune specifică a transcriptonului - un operator care se află lângă promotor (uneori intersectându-se cu acesta) și, de fapt, este un loc de aterizare pentru proteina reglatoare (activator sau represor). Bacteriile se caracterizează printr-un alt mod de control diferențial al genelor - sinteza subunităților σ alternative destinate diferitelor grupuri de promotori.
Expresie parțial cu operonpoate fi reglat în stadiile de alungire și terminare, dar nu datorită TF-urilor de legare la ADN, ci datorită proteinelor care interacționează cu ARN polimeraza. Acestea includ proteinele Gre și factorii anti-terminatori Nus și RfaH.
Alungirea și terminarea transcripției la procariote este influențată într-un anumit fel de sinteza proteinelor paralele. La eucariote, atât aceste procese în sine, cât și factorii de transcripție și translație sunt separați spațial, ceea ce înseamnă că nu sunt legați funcțional.
Activatori și represori
Procariotele au două mecanisme de reglare a transcripției în stadiul de inițiere:
- pozitiv - realizat de proteinele activatoare;
- negativ - controlat de represori.
Când factorul este reglat pozitiv, atașarea factorului de operator activează gena, iar când este negativă, dimpotrivă, o oprește. Capacitatea unei proteine de reglare de a se lega de ADN depinde de atașarea unui ligand. Rolul acestuia din urmă este de obicei jucat de metaboliții celulari cu greutate moleculară mică, care în acest caz acționează ca coactivatori și corepresori.
Mecanismul de acțiune al represorului se bazează pe suprapunerea regiunilor promotor și operator. În operonii cu această structură, atașarea unui factor proteic la ADN închide o parte a locului de aterizare pentru ARN polimeraza, împiedicând aceasta din urmă să inițieze transcripția.
Activatorii funcționează pe promotori slabi, cu funcționalitate scăzută, care sunt slab recunoscuți de ARN polimeraze sau sunt greu de topit (catenele separate de helixADN-ul necesar pentru a iniția transcripția). Prin alăturarea operatorului, factorul proteic interacționează cu polimeraza, crescând semnificativ probabilitatea de inițiere. Activatorii sunt capabili să mărească intensitatea transcripției de 1000 de ori.
Unele TF-uri procariote pot acționa atât ca activatori, cât și ca represori, în funcție de locația operatorului în raport cu promotorul: dacă aceste regiuni se suprapun, factorul inhibă transcripția, în caz contrar se declanșează.
| Ligand în raport cu factorul | Stare ligand | Reglementare negativă | Regulament pozitiv |
| Oferă separare de ADN | Alăturarea | Eliminarea proteinei represoare, activarea genei | Eliminarea proteinei activatoare, oprirea genei |
| Adaugă factor la ADN | Șterge | Eliminarea represorului, includerea transcripției | Eliminați activatorul, dezactivați transcrierea |
Reglarea negativă poate fi luată în considerare pe exemplul operonului triptofan al bacteriei E. coli, care se caracterizează prin localizarea operatorului în secvența promotorului. Proteina represoare este activată prin atașarea a două molecule de triptofan, care modifică unghiul domeniului de legare a ADN-ului astfel încât să poată intra în canalul major al dublei helix. La o concentrație scăzută de triptofan, represorul își pierde ligandul și devine din nou inactiv. Cu alte cuvinte, frecvența inițierii transcripțieiinvers proporțional cu cantitatea de metabolit.
Unii operoni bacterieni (de exemplu, lactoza) combină mecanisme de reglare pozitive și negative. Un astfel de sistem este necesar atunci când un semnal nu este suficient pentru controlul rațional al expresiei. Astfel, operonul de lactoză codifică enzime care se transportă în celulă și apoi descompun lactoza, o sursă alternativă de energie care este mai puțin profitabilă decât glucoza. Prin urmare, numai la o concentrație scăzută a acestuia din urmă, proteina CAP se leagă de ADN și începe transcripția. Totuși, acest lucru este recomandabil numai în prezența lactozei, a cărei absență duce la activarea represorului Lac, care blochează accesul polimerazei la promotor chiar și în prezența unei forme funcționale a proteinei activatoare.
Datorită structurii operonului în bacterii, mai multe gene sunt controlate de o regiune de reglare și 1-2 TF, în timp ce la eucariote, o singură genă are un număr mare de elemente de reglare, fiecare dintre ele dependentă de multe altele. factori. Această complexitate corespunde nivelului ridicat de organizare al eucariotelor și în special al organismelor pluricelulare.
Reglarea sintezei ARNm la eucariote
Controlul exprimării genei eucariote este determinat de acțiunea combinată a două elemente: faptele de transcripție proteică (TF) și secvențele ADN reglatoare care pot fi localizate lângă promotor, mult mai sus decât acesta, în introni sau după genă (adică regiunea de codificare, și nu o genă în sensul său complet).
Unele zone acționează ca comutatoare, altele nu interacționeazădirect cu TF, dar conferă moleculei de ADN flexibilitatea necesară pentru formarea unei structuri asemănătoare buclei care însoțește procesul de activare transcripțională. Astfel de regiuni se numesc distanțiere. Toate secvențele de reglare împreună cu promotorul formează regiunea de control al genei.
Este de remarcat faptul că acțiunea factorilor de transcripție înșiși este doar o parte dintr-o reglare complexă pe mai multe niveluri a expresiei genetice, în care un număr mare de elemente se adună la vectorul rezultat, care determină dacă ARN-ul va eventual sintetizat dintr-o anumită regiune a genomului.
Un factor suplimentar în controlul transcripției în celula nucleară este modificarea structurii cromatinei. Aici sunt prezente atât reglarea totală (furnizată de distribuția regiunilor heterocromatine și eucromatinei), cât și reglarea locală asociată cu o genă specifică. Pentru ca polimeraza să funcționeze, toate nivelurile de compactare a ADN-ului, inclusiv nucleozomul, trebuie eliminate.
Diversitatea factorilor de transcripție la eucariote este asociată cu un număr mare de regulatori, care includ amplificatoare, amortizoare (amplificatoare și amortizoare), precum și elemente adaptoare și izolatoare. Aceste site-uri pot fi localizate atât în apropiere, cât și la o distanță considerabilă de genă (până la 50 mii bp).
Amplificatoare, amortizoare și elemente adaptoare
Amplificatorii sunt ADN secvențial scurt capabil să declanșeze transcripția atunci când interacționează cu o proteină reglatoare. Aproximarea amplificatorului de regiunea promotoare a geneise realizează datorită formării unei structuri de ADN asemănătoare buclei. Legarea unui activator de un amplificator fie stimulează asamblarea complexului de inițiere, fie ajută polimeraza să treacă la alungire.
Amplificatorul are o structură complexă și constă din mai multe site-uri de module, fiecare dintre ele având propria sa proteină de reglare.
Silențiatoarele sunt regiuni ADN care suprimă sau exclud complet posibilitatea transcripției. Mecanismul de funcționare al unui astfel de comutator este încă necunoscut. Una dintre metodele presupuse este ocuparea unor regiuni mari de ADN de către proteine speciale din grupa SIR, care blochează accesul la factorii de inițiere. În acest caz, toate genele situate în câteva mii de perechi de baze de la amortizor sunt dezactivate.
Elementele adaptoare în combinație cu TF care se leagă de acestea constituie o clasă separată de comutatoare genetice care răspund selectiv la hormonii steroizi, AMP ciclic și glucocorticoizi. Acest bloc de reglementare este responsabil pentru răspunsul celulei la șocul termic, expunerea la metale și anumiți compuși chimici.
Printre regiunile de control ADN se distinge un alt tip de elemente - izolatorii. Acestea sunt secvențe specifice care împiedică factorii de transcripție să afecteze genele îndepărtate. Mecanismul de acțiune al izolatorilor nu a fost încă elucidat.
factori de transcripție eucarioți
Dacă factorii de transcripție din bacterii au doar o funcție de reglare, atunci în celulele nucleare există un întreg grup de TF care asigură inițierea de fond, dar în același timp depind direct de legarea deProteine reglatoare ADN. Numărul și varietatea acestora din urmă la eucariote este enormă. Astfel, în corpul uman, proporția de secvențe care codifică factori de transcripție proteici este de aproximativ 10% din genom.
Până în prezent, TF-urile eucariote nu sunt bine înțelese, la fel ca și mecanismele de funcționare a comutatoarelor genetice, a căror structură este mult mai complicată decât modelele de reglare pozitivă și negativă în bacterii. Spre deosebire de acesta din urmă, activitatea factorilor de transcripție a celulelor nucleare este afectată nu de unul sau doi, ci de zeci și chiar sute de semnale care se pot întări reciproc, slăbi sau exclude reciproc.
Pe de o parte, activarea unei anumite gene necesită un întreg grup de factori de transcripție, dar, pe de altă parte, o proteină reglatoare poate fi suficientă pentru a declanșa expresia mai multor gene prin mecanismul în cascadă. Întregul sistem este un computer complex care procesează semnale din diferite surse (atât externe, cât și interne) și adaugă efectele acestora la rezultatul final cu un semn plus sau minus.
Factorii de transcripție reglatori la eucariote (activatori și represori) nu interacționează cu operatorul, ca în bacterii, ci cu situsurile de control împrăștiate pe ADN și afectează inițierea prin intermediari, care pot fi proteine mediatoare, factori ai complexului de inițiere. și enzime care modifică structura cromatinei.
Cu excepția unor TF incluse în complexul de pre-inițiere, toți factorii de transcripție au un domeniu de legare la ADN care distingeacestea din numeroase alte proteine care asigură trecerea normală a transcripției sau acționează ca intermediari în reglarea acesteia.
Studii recente au arătat că TF-urile eucariote pot afecta nu numai inițierea, ci și alungirea transcripției.
Varietate și clasificare
La eucariote, există 2 grupe de factori de transcripție proteici: bazali (numiți altfel generali sau principali) și regulatori. Primii sunt responsabili de recunoașterea promotorilor și de crearea complexului de pre-inițiere. Este necesar pentru a începe transcrierea. Acest grup include câteva zeci de proteine care sunt întotdeauna prezente în celulă și nu afectează expresia diferențială a genelor.
Complexul factorilor de transcripție bazali este un instrument similar ca funcție cu subunitatea sigma din bacterii, doar mai complex și potrivit pentru toate tipurile de promotori.
Factorii de alt tip afectează transcripția prin interacțiunea cu secvențele ADN reglatoare. Deoarece aceste enzime sunt specifice genelor, există un număr mare de ele. Prin legarea de regiuni ale unor gene specifice, ele controlează secreția anumitor proteine.
Clasificarea factorilor de transcripție la eucariote se bazează pe trei principii:
- mecanism de acțiune;
- condiții de funcționare;
- structura domeniului de legare la ADN.
Conform primei caracteristici, există 2 clase de factori: bazali (interacționează cu promotorul) și legați de regiunile din amonte (regiuni de reglare situate în amonte de genă). Acest felclasificarea corespunde în esență împărțirii funcționale a TF în general și specific. Factorii din amonte sunt împărțiți în 2 grupuri, în funcție de necesitatea unei activări suplimentare.
În funcție de caracteristicile funcționării, TF-urile constitutive se disting (întotdeauna prezente în orice celulă) și inductibile (nu sunt caracteristice tuturor tipurilor de celule și pot necesita anumite mecanisme de activare). Factorii celui de-al doilea grup, la rândul lor, sunt împărțiți în specifici celulei (participă la ontogenie, se caracterizează printr-un control strict al expresiei, dar nu necesită activare) și dependenți de semnal. Acestea din urmă sunt diferențiate în funcție de tipul și modul de acțiune al semnalului de activare.
Clasificarea structurală a factorilor de transcripție proteici este foarte extinsă și include 6 superclase, care includ multe clase și familii.
Principiul de funcționare
Funcționarea factorilor bazali este un ansamblu în cascadă de diferite subunități cu formarea unui complex de inițiere și activarea transcripției. De fapt, acest proces este pasul final în acțiunea proteinei activatoare.
Factorii specifici pot regla transcripția în doi pași:
- asamblarea complexului de inițiere;
- tranziție la alungirea productivă.
În primul caz, munca TF-urilor specifice se reduce la rearanjarea primară a cromatinei, precum și la recrutarea, orientarea și modificarea mediatorului, polimerazei și factorilor bazali pe promotor, ceea ce duce la activare. de transcriere. Elementul principal al transmiterii semnalului este mediatorul - un complex de 24 de subunități care acționează înca intermediar între proteina reglatoare și ARN polimeraza. Secvența interacțiunilor este individuală pentru fiecare genă și factorul corespunzător.
Reglarea alungirii se realizează datorită interacțiunii factorului cu proteina P-Tef-b, care ajută ARN polimeraza să depășească pauza asociată cu promotorul.
Structuri funcționale ale TF
Factorii de transcripție au o structură modulară și își desfășoară activitatea prin trei domenii funcționale:
- DNA-binding (DBD) - necesar pentru recunoașterea și interacțiunea cu regiunea de reglare a genei.
- Trans-activating (TAD) – permite interacțiunea cu alte proteine de reglare, inclusiv factori de transcripție.
- Signal-Recognizing (SSD) - necesar pentru perceperea și transmiterea semnalelor de reglementare.
La rândul său, domeniul de legare a ADN-ului are multe tipuri. Principalele motive din structura sa includ:
- "degete de zinc";
- homeodomain;
- straturi „β”;
- bucle;
- „fulger cu leucină”;
- spiral-loop-spiral;
- spirală-întoarce-spirală.
Datorită acestui domeniu, factorul de transcripție „citește” secvența de nucleotide ADN sub forma unui model pe suprafața dublei helix. Din acest motiv, este posibilă recunoașterea specifică a anumitor elemente de reglementare.
Interacțiunea motivelor cu helixul ADN se bazează pe corespondența exactă dintre suprafețele acestormolecule.
Reglementarea și sinteza TF
Există mai multe moduri de a regla influența factorilor de transcripție asupra transcripției. Acestea includ:
- activare - o schimbare a funcționalității factorului în raport cu ADN-ul datorită fosforilării, atașării ligandului sau interacțiunii cu alte proteine de reglare (inclusiv TF);
- translocare - transportul unui factor din citoplasmă la nucleu;
- disponibilitatea locului de legare - depinde de gradul de condensare a cromatinei (în starea heterocromatinei, ADN-ul nu este disponibil pentru TF);
- un complex de mecanisme care sunt, de asemenea, caracteristice altor proteine (reglarea tuturor proceselor de la transcripție la modificarea post-translațională și localizarea intracelulară).
Ultima metodă determină compoziția cantitativă și calitativă a factorilor de transcripție din fiecare celulă. Unele TF-uri sunt capabile să-și regleze sinteza în funcție de tipul de feedback clasic, atunci când propriul său produs devine un inhibitor al reacției. În acest caz, o anumită concentrare a factorului oprește transcrierea genei care îl codifică.
Factori generali de transcriere
Acești factori sunt necesari pentru a începe transcripția oricăror gene și sunt desemnați în nomenclatură ca TFl, TFll și TFlll în funcție de tipul de ARN polimerază cu care interacționează. Fiecare factor este format din mai multe subunități.
TF-urile bazale îndeplinesc trei funcții principale:
- locația corectă a ARN polimerazei pe promotor;
- desfășurarea lanțurilor de ADN în regiunea de început a transcripției;
- eliberarea polimerazei dinpromotor în momentul tranziției la alungire;
Anumite subunități ale factorilor de transcripție bazali se leagă de elementele reglatoare ale promotorului. Cea mai importantă este cutia TATA (nu este caracteristică tuturor genelor), situată la o distanță de nucleotide „-35” de punctul de inițiere. Alte situsuri de legare includ secvenţele INR, BRE şi DPE. Unele TF nu contactează direct DNA.
Grupul de factori majori de transcripție ai ARN polimerazei ll include TFllD, TFllB, TFllF, TFllE și TFllH. Litera latină de la sfârșitul denumirii indică ordinea de detectare a acestor proteine. Astfel, factorul TFlllA, care aparține ARN polimerazei lll, a fost primul care a fost izolat.
| Nume | Numărul de subunități de proteine | Funcție |
| TFllD | 16 (TBP +15 TAF) | TBP se leagă de caseta TATA și TAF-urile recunosc alte secvențe promotoare |
| TFllB | 1 | Recunoaște elementul BRE, orientează cu precizie polimeraza la locul de inițiere |
| TFllF | 3 | Stabilizează interacțiunea polimerazei cu TBP și TFllB, facilitează atașarea TFllE și TFllH |
| TFllE | 2 | Conectează și ajustează TFllH |
| TFllH | 10 | Separă lanțurile de ADN în punctul de inițiere, eliberează enzima de sinteză a ARN-ului de promotor și de factorii majori de transcripție (biochimieprocesul se bazează pe fosforilarea domeniului Cer5-C-terminal al ARN polimerazei) |
Asamblarea TF bazală are loc numai cu asistența unui activator, a unui mediator și a proteinelor care modifică cromatina.
TF specific
Prin controlul expresiei genetice, acești factori de transcripție reglează procesele de biosinteză atât ale celulelor individuale, cât și ale întregului organism, de la embriogeneză până la adaptarea fenotipică fină la condițiile de mediu în schimbare. Sfera de influență a TF include 3 blocuri principale:
- dezvoltare (embrio- și ontogenie);
- ciclu celular;
- răspuns la semnalele externe.
Un grup special de factori de transcripție reglează diferențierea morfologică a embrionului. Acest set de proteine este codificat de o secvență consens specială de 180 bp numită homeobox.
Pentru a determina ce genă ar trebui transcrisă, proteina de reglare trebuie să „găsească” și să se lege de un anumit site ADN care acționează ca un comutator genetic (amplificator, amortizor etc.). Fiecare astfel de secvență corespunde unuia sau mai multor factori de transcripție înrudiți care recunosc locul dorit datorită coincidenței conformațiilor chimice ale unui anumit segment exterior al helixului și domeniul de legare la ADN (principiul de blocare a tastei). Pentru recunoaștere, se folosește o regiune a structurii primare a ADN-ului numită canelura majoră.
După legarea de acțiunea ADN-uluiproteina activatoare declanșează o serie de pași succesivi care conduc la asamblarea complexului preinițiator. Schema generalizată a acestui proces este următoarea:
- Legarea activatorului de cromatina în regiunea promotorului, recrutarea complexelor de rearanjare dependente de ATP.
- Rearanjarea cromatinei, activarea proteinelor care modifică histonele.
- Modificare covalentă a histonelor, atragerea altor proteine activatoare.
- Leagă proteine activatoare suplimentare de regiunea de reglare a genei.
- Implicarea unui mediator și a unui TF general.
- Asamblarea complexului de pre-inițiere pe promotor.
- Influența altor proteine activatoare, rearanjarea subunităților complexului de pre-inițiere.
- Începe transcrierea.
Ordinea acestor evenimente poate varia de la genă la genă.
Un număr atât de mare de mecanisme de activare îi corespunde o gamă la fel de largă de metode de represiune. Adică, prin inhibarea uneia dintre etapele de pe calea inițierii, proteina reglatoare își poate reduce eficacitatea sau o poate bloca complet. Cel mai adesea, represorul activează mai multe mecanisme simultan, garantând absența transcripției.
Control coordonat al genelor
În ciuda faptului că fiecare transcripton are propriul sistem de reglare, eucariotele au un mecanism care permite, la fel ca bacteriile, să pornească sau să oprească grupuri de gene care vizează îndeplinirea unei sarcini specifice. Acest lucru se realizează printr-un factor determinant al transcripției care completează combinațiile alte elemente de reglare necesare pentru activarea sau suprimarea maximă a genei.
În transcripțiile supuse unei astfel de reglementări, interacțiunea diferitelor componente duce la aceeași proteină, care acționează ca vectorul rezultat. Prin urmare, activarea unui astfel de factor afectează mai multe gene simultan. Sistemul funcționează pe principiul unei cascade.
Schema de control coordonat poate fi luată în considerare pe exemplul diferențierii ontogenetice a celulelor musculare scheletice, ai căror precursori sunt mioblastele.
Transcrierea genelor care codifică sinteza proteinelor caracteristice unei celule musculare mature este declanșată de oricare dintre cei patru factori miogeni: MyoD, Myf5, MyoG și Mrf4. Aceste proteine activează sinteza lor și una a altora și includ, de asemenea, genele pentru factorul de transcripție suplimentar Mef2 și proteinele musculare structurale. Mef2 este implicat în reglarea diferențierii ulterioare a mioblastelor, menținând în același timp concentrația de proteine miogenice printr-un mecanism de feedback pozitiv.
