Общие факторы транскрипции

У этого термина существуют и другие значения, см. GTFS.

Не следует путать с GTP — нуклеотидом.

О́бщие фа́кторы транскри́пции^[1] (англ. general transcription factors, GTFs, basal transcriptional factors) — класс белковых транскрипционных факторов, которые помогают правильно располагать РНК-полимеразу II эукариот на промоторе, а также содействуют разделению двух цепей ДНК, чтобы обеспечить возможность начала транскрипции в этом месте, и способствуют освобождению РНК-полимеразы от промотора при переходе от инициации транскрипции к элонгации транскрипции. Название «общие» связано с тем, что они требуются для работы почти всех промоторов, используемых РНК-полимеразой II. Кроме того, GTFs взаимодействуют с медиатором^[англ.] — одним из ключевых элементов транскрипционного аппарата, необходимым для правильного взаимодействия с РНК-полимеразой II активаторных белков и GTFs^[2]. Общие транскрипционные факторы обозначаются TFII (от англ. — фактор транскрипции РНК полимеразы II)^[1]. К числу GTFs относят TFIIA^[англ.], TFIIB^[англ.], TFIID^[англ.], TFIIE^[англ.], TFIIG^[англ.], TFIIH^{[англ.][3][4]}.

Транскрипционные факторы эукариотической клетки. В средней части выше промотора розовым цветом выделены общие факторы транскрипции

GTFs эукариот выполняют функции, аналогичные функциям σ-фактора бактерий, кроме того, части TFIIH имеют ту же трёхмерную структуру, что и аналогичные части σ-фактора^[5].

Сборка комплекса инициации транскрипции

Комплекс инициации транскрипции

Общие факторы собираются на промоторе РНК-полимеразы II в преинициаторный комплекс^[англ.] (комплекс инициации транскрипции, англ. transcription initiation complex) следующим образом. Промотор РНК-полимеразы II обычно имеет особую последовательность, называемую ТАТА-боксом, которая находится на расстоянии 25 нуклеотидов от сайта инициации транскрипции. Фактор TFIID распознаёт и связывает ТАТА-бокс через свою субъединицу TBP^[англ.], после чего рядом с ним с ДНК связывается TFIIB. TFIID сильно искажает трёхмерную структуру ДНК в области ТАТА-бокса, и это искажение, вероятно, служит механическим ориентиром для определения положения активного промотора. После этого к промотору присоединяются остальные общие факторы транскрипции и сама РНК-полимераза II, образуя полноценный комплекс инициации транскрипции. Далее TFIIH с использованием АТФ разъединяет две цепи ДНК в точке начала транскрипции, попутно выставляя наружу матричную цепь. Он также содержит субъединицу с протеинкиназной активностью, которая фосфорилирует РНК-полимеразу II, в результате чего её конформация меняется так, что она освобождается от GTFs и приступает к элонгации. Фосфорилирование РНК-полимеразы II осуществляется по С-концевому домену, состоящему из 52 тандемных 7-аминокислотных повторов; фосфорилируется 5-й остаток серина в каждом повторе. После отделения РНК-полимеразы II от ДНК факторы транскрипции также отделяются от ДНК^[6].

Приведённая выше последовательность связывания наблюдается в условиях in vitro; in vivo порядок сборки общих факторов транскрипции на промоторе может изменяться от гена к гену^[6].

Функции

В таблице ниже перечислены функции общих факторов транскрипции.

Название	Количество субъединиц	Функции[7]
TFIID TBP-субъединица TAF-субъединицы	1 ~11	Распознаёт ТАТА-бокс Распознают другие последовательности ДНК вокруг сайта начала транскрипции, регулируют связывание ДНК при помощи TBP
TFIIA	2[8][9]	Взаимодействует с субъединицей TBP TFIID и участвует в связывании TBP с ТАТА-боксом[10]
TFIIB	1	Распознаёт элемент BRE в промоторах, точно ориентирует РНК-полимеразу II в точке начала транскрипции
TFIIF	3	Стабилизирует взаимодействие РНК-полимеразы с TBP и TFIIB, способствует связыванию с TFIIE и TFIIH
TFIIE	2	Рекрутирует и регулирует TFIIH
TFIIH	9	Расплетает ДНК в сайте начала транскрипции, фосфорилирует РНК-полимеразу II и высвобождает её с промотора

Примечания

1. Альбертс и др., 2013, с. 522.
2. Альбертс и др., 2013, с. 526.
3. Lee T. I., Young R. A. Transcription of eukaryotic protein-coding genes. (англ.) // Annual review of genetics. — 2000. — Vol. 34. — P. 77—137. — doi:10.1146/annurev.genet.34.1.77. — PMID 11092823. [исправить]
4. Orphanides G., Lagrange T., Reinberg D. The general transcription factors of RNA polymerase II. (англ.) // Genes & development. — 1996. — Vol. 10, no. 21. — P. 2657—2683. — PMID 8946909. [исправить]
5. Альбертс и др., 2013, с. 523.
6. Альбертс и др., 2013, с. 523—524, 526.
7. Альбертс и др., 2013, с. 524.
8. DeJong J., Roeder R. G. A single cDNA, hTFIIA/alpha, encodes both the p35 and p19 subunits of human TFIIA. (англ.) // Genes & development. — 1993. — Vol. 7, no. 11. — P. 2220—2234. — PMID 8224848. [исправить]
9. Ozer J., Moore P. A., Bolden A. H., Lee A., Rosen C. A., Lieberman P. M. Molecular cloning of the small (gamma) subunit of human TFIIA reveals functions critical for activated transcription. (англ.) // Genes & development. — 1994. — Vol. 8, no. 19. — P. 2324—2335. — PMID 7958899. [исправить]
10. Tang H., Sun X., Reinberg D., Ebright R. H. Protein-protein interactions in eukaryotic transcription initiation: structure of the preinitiation complex. (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1996. — Vol. 93, no. 3. — P. 1119—1124. — PMID 8577725. [исправить]

Литература

• Альбертс Б. Молекулярная биология клетки : в 3 т. / Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис [и др.]. — М. — Ижевск : НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2013. — Т. 1. — 808 с. — ISBN 978-5-4344-0112-8.