什么是转录因子？

Posted 2021-01-13 wangprince2017

什么是转录因子？

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转录因子基本介绍

什么是转录因子？

转录因子（Transcriptionfactor，TF)是一个能与特异DNA序列结合的蛋白,可以单独或与其他蛋白形成复合体，提高或阻断特性基因对RNA聚合酶的招募,调控着基因的表达。转录因子特点是它包含一个或多个DNA结合域（DNA-binding domain， DBDs），通过这些结合域与基因附近的DNA序列结合，从而完成调控

转录因子的保守性

转录因子存在于所有生物体中，是基因表达调控的关键分子，在生物间具有一定的保守性，不同物种的同一转录因子家族的转录因子具有同样或者类似的结合序列。转录因子在生物中广泛存在，其数量随着基因组的大小的增加而增多，比如在人类基因组中大约有2600多个含有DNA结合域的蛋白质，其中大部分具有转录因子功能。

转录因子的结构

转录因子一般由 DNA 结合区、转录调控区(包括激活区或抑制区)、寡聚化位点以及核定位信号这 4 个功能区域组成。转录因子通过这些功能区域与启动子顺式元件作用或与其他转录因子的功能区域相互作用来调控基因的转录表达。

1. DNA 结合区（DNA-binding domain）: 指转录因子识别 DNA 顺式作用元件并与之结合的一段氨基酸序列，相同类型转录因子 DNA 结合区的氨基酸序列较为保守。
2. 转录调控区: 包括转录激活区(transcription activation domain)和转录抑制区(transcription repression domain) 两种, 它们决定转录因子功能的差异。转录因子抑制区的作用方式可能有三种:
   2.1 与启动子的相关位点结合后, 能够阻止其他转录因子与该启动子结合；
   2.2 通过对其他转录因子的抑制作用而阻止转录；
   2.3 通过某种方式改变 DNA 的高级结构(high-order structure)使转录不能进行。
3. 核定位信号区: 核定位信号区（nuclear localization signal，NLS）是转录因子中富含精氨酸和赖氨酸残基的核定位区域，转录因子进入细胞核的过程受该区段控制不同转录因子中 NLS 的数目有所不同，一个转录因子可含 1 至数个 NLS 功能区
4. 寡聚化位点: 寡聚化位点(oligomerization site)是不同转录因子借以发生相互作用的功能域。它们的氨基酸序列很保守，大多与 DNA 结合区相连并形成一定的空间构象

转录因子的功能

1. 基因转录调控，在真核生物中又称为一般转录因子（general transcription factors， GTFs）。
2. 转录的差异性增强，绑定临近调控基因的DNA增强子区域，从而差异调控各种基因的表达。
3. 发育，转录因子可以参与到发育过程中。
4. 细胞信号的相应，释放一种可以产生与受体细胞进行信号传导的分子，使细胞之间可以相互沟通。
5. 环境应答，也能参与环境刺激的信号级联下游。
6. 细胞周期调控，特别是一些原癌或肿瘤抑制基因，有助于调节细胞周期。
7. 发病机制，转录因子可以用于改变宿主细胞的基因表达，促进发病机制。

转录因子研究方法

转录因子研究了很多年，也积累了大量的数据，目前主流的转录因子研究方法可分为两种:

1. 湿实验（experimental methods）:主要是在实验室完成，用于寻找转录因子和结合序列间的相互关系，即通过已知TF寻找未知TFBS，或通过已知TFBS找出其对应TF
2. 生物信息学分析（computational methods）:生物信息学方法主要是基于已有的研究数据，用于转录因子和序列间相互关系的预测，即通过序列保守性分析，通过已知TF预测未知TF，或通过已知TFBS预测未知TFBS。