转录因子

在分子生物学中，转录因子 (TF)（或序列特异性 DNA 结合因子）是一种蛋白质，它通过结合特定的 DNA 序列来控制遗传信息从 DNA 到信使 RNA 的转录速率。 TF 的功能是调节（打开和关闭）基因，以确保它们在细胞和生物体的整个生命过程中在正确的时间以正确的数量在所需的细胞中表达。 TF 组以协调的方式发挥作用，在整个生命过程中指导细胞分裂、细胞生长和细胞死亡； 胚胎发育过程中的细胞迁移和组织（身体计划）； 间歇性地响应来自细胞外的信号，例如激素。 人类基因组中有多达 1600 个转录因子。 转录因子是蛋白质组和调节组的成员。

转录因子通过促进（作为激活剂）或阻断（作为阻抑剂）募集 RNA 聚合酶（执行从 DNA 到 RNA 的遗传信息转录的酶）到特定基因的募集，单独或与复合物中的其他蛋白质一起工作。

转录因子的一个决定性特征是它们至少包含一个 DNA 结合域 (DBD)，该域附着在与它们调节的基因相邻的特定 DNA 序列上。 TF 根据其 DBD 分为几类。 其他蛋白质，如共激活因子、染色质重塑因子、组蛋白乙酰转移酶、组蛋白脱乙酰酶、激酶和甲基化酶，也是基因调控所必需的，但缺乏 DNA 结合域，因此不是转录因子。

TF 在医学上很受关注，因为 TF 突变会导致特定疾病，并且药物有可能针对它们。

转记录子对于基因表达的调节至关重要，因此存在于所有生物体中。 在生物体中发现的转录因子数量随着基因组大小的增加而增加，并且较大的基因组往往每个基因具有更多的转录因子。

人类基因组中大约有 2800 种蛋白质含有 DNA 结合域，其中 1600 种被认为起转录因子的作用，尽管其他研究表明它的数量较少。 因此，基因组中大约 10% 的基因编码转录因子，这使得该家族成为人类蛋白质的xxx家族。 此外，基因的两侧通常有几个不同转录因子的结合位点，并且这些基因中的每一个的有效表达都需要几个不同转录因子的协同作用（参见，例如，肝细胞核因子）。 因此，组合使用大约 2000 个人类转录因子的一个子集很容易解释人类基因组中每个基因在发育过程中的独特调控。

转记录子与它们调节的基因相邻的 DNA 增强子或启动子区域结合。 取决于转录因子，相邻基因的转录被上调或下调。 转记录子使用多种机制来调节基因表达。 这些机制包括：

• 稳定或阻断 RNA 聚合酶与 DNA 的结合
• 催化组蛋白的乙酰化或去乙酰化。 转录因子可以直接执行此操作，也可以募集具有这种催化活性的其他蛋白质。 许多转录因子使用两种相反机制中的一种来调节转录：
  • 组蛋白乙酰转移酶 (HAT) 活性 – 乙酰化组蛋白，削弱 DNA 与组蛋白的结合，使 DNA 更容易转录，从而上调转录
  • 组蛋白脱乙酰酶 (HDAC) 活性 – 使组蛋白去乙酰化，从而加强 DNA 与组蛋白的结合，使 DNA 不易被转录，从而下调转录
• 为转录因子 DNA 复合物募集共激活因子或辅阻遏蛋白

转录因子是读取和解释 DNA 中遗传蓝图的蛋白质组之一。 它们与 DNA 结合并帮助启动增加或减少基因转录的程序。 因此，它们对于许多重要的细胞过程至关重要。

以下是转录因子参与的一些重要功能和生物学作用

在真核生物中，一类重要的转录因子称为一般转录因子 (GTF) 是转录发生所必需的。 许多这些 GTF 实际上并不结合 DNA，而是直接与 RNA 聚合酶相互作用的大型转录预起始复合物的一部分。 最常见的 GTF 是 TFIIA、TFIIB、TFIID（另见 TATA 结合蛋白）、TFIIE、TFIIF 和 TFIIH。 预启动复合物结合到它们调节的基因上游的 DNA 启动子区域。