transkripsiyon faktörü ne demek?
bir
transkripsiyon faktörü
düzenlemek için
üzerinde belli bir diziye bağlanabilen bir
. Bunlar diziye-özgün DNA bağlanma
proteini olarak da adlandırılır. Transkripsiyon faktörleri tek
başına veya bir komplekste yer alan başka proteinlerle beraber, tarafından bir genin
transkripsiyonunu ya (bir olarak)
kolaylaştırırlar veya (bir olarak)
engeller.
Biyolojik rolleri
Transkripsiyon faktörleri ile ilgili kavramlar |
---|
• - tarafından DNA'daki bilginin olarak yazımı. |
• faktör - Belli bir biyolojik tepkime veya sürecin gerçekleşmesine katkıda bulunan bir madde, örneğin bir protein. |
• transkripsiyon denetimi - Gen transkripsiyonunun hızının kontrolü, örneğin RNA polimerazın DNA'ya bağlanmasına yardım ederek veya engelleyerek |
• , aktivasyon - gen transkripsiyon hızını artırmak |
• , represyon, veya süpresyon - gen transkripsiyon hızını azaltmak |
• - Transkripsiyon faktörleri ile beraber çalışıp gen transkripsiyon hızını artıran protein. |
• - Transkripsiyon faktörleri ile beraber çalışıp gen transkripsiyon hızını azaltan protein |
<small class="editlink noprint plainlinksneverexpand">[ edit ]</small> |
Transkripsiyon faktörleri DNA'daki genetik bilgiyi okuyup yorumlayan
protein gruplarından biridir. DNA'ya bağlanırlar ve
transkripsiyonunun artması veya azalmasına yol
açarlar. Bu bakımdan pek çok önemli hücresel süreçte hayatî bir konuma
sahiptirler. Transkripsiyon faktörlerinin ilişkili olduğu bazı önemli
fonksiyonlar aşağıdadır:
- Bazal transkripsiyon düzenlemesi
transkripsiyonun gerçekleşmesi
için "genel transkripsiyon faktörü" diye adlandırılan önemli bir
transkripsiyon faktörü sınıfının üyeleri gereklidir. Bu faktörlerin
çoğu doğrudan DNA'ya bağlı değildir, ama ile doğrudan etkileşirler.
Bunların en önemlileri ,
, (ayrıca bakınız
),
, ve
'dir.
- Gelişme Çok hücreli canlıların gelişmesinde pek çok
transkripsiyon faktörü rol oynar. Uyarılara tepki veren bu
transkripsiyon faktörleri, ilgili genleri çalıştırırlar veya
durdururlar, bu da hücre ,
ve gerekli
olan değişiklikleri mümkün kılar. Örneğin,
transkripsiyon faktör ailesi sirke sineğinden insana kadar pek çok
canlıda vücut biçiminin oluşması için önemlidir. Bir diğer örnek,
insanlarda cinsiyetin belirlenmesinde rol oynayan
genidir.
- Hücreler arası sinyallere tepki Hücreler, sinyal molekülleri
salgılayarak birbirleriyle haberleşirler, bu moleküller alıcı
hücrelerde sinyal silsileleri (
cascade) başlatır. Eğer sinyal, alıcı hücredeki genlerin
ifadesinin değişmesini gerektiriyorsa sinyal silsilesinin
akışaşağısında (ing. downstream) genelde bir transkripsiyon
faktörü bulunur. Basit bir örnek olarak estrojen sinyallemesi
verilebilir: ,
ve
gibi dokular tarafından
salgılanır, alıcı hücrenin
geçip estrojen
reseptörüne bağlanır; sonra estrojen reseptörü çekirdeğe gidip kendi
DNA bağlanma yerine bağlanır, bu da ilgili genlerin transkripsiyon
denetimini değiştirir.
- Çevreye tepki vermek Transkripsiyon faktörleri çevresel
uyaranların doğurduğu sinyal silsilelerinin ucunda da yer
alabilirler. Buna örnekler, yüksek sıcaklıkta canlı kalmayı sağlayan
(ing., heat shock
factor; HSF), düşük oksijenli ortamda yaşamı sağlayan
(ing. hypoxia inducible factor; HIF) ve hücre içindeki lipit
seviyelerini düzenleyen
(ing., sterol regulatory element binding protein; SREBP) olarak
sayılabilir.
- Hücre döngüsü kontrolü Çoğu transkripsiyon faktörü, özellikle
veya hücre döngüsünü
düzenlerler, dolayısıyla bir hücrenin ne kadar büyeyeceğine ve ne
zaman bölüneceğini belirler. Bunun bir örneği ve
önemli rol oynayan
oncogenidir
Transkripsiyon faktör etkinliğinin düzenlenmesi
Biyolojik süreçlerin genelde birden çok kontrol ve düzenleme katmanı
vardır. Bu, transkripsiyon faktörleri için de geçerlidir: bir gen
ürününün miktarı transkripsiyon seviyesi tarafından belirlendiği gibi,
transkripsiyon sürecinin kendi de denetime tâbidir. Aşağıda, bir
transkripsiyon faktörünün denetlenme yollarının bazıları sıralanmıştır:
- Transkripsiyon faktör sentezi Transkripsiyon faktörlerinin
sentezinde bir gen RNA'ya çevriyazılır (ing. transcribe), RNA da
proteine çevrilir. Bu adımların her birinin denetimi bir
transkripsiyon faktörünün seviyesine etki eder. Transkripsiyon
faktörleri kendi kendilerini de denetleyebilirler: Örneğin,
transkripsiyon faktörünün kendi
olması bir geri besleme döngüsü meydana getirir; transkripsiyon
faktörü kendi geninin bağlanarak
kendi üretimini aşağı ayarlar (ing. downregulate), böylece
transkripsiyon faktörünün hücre içindeki seviyesi düşük kalmış olur.
- Çekirdeğe taşınma
transkripsiyon faktörleri (çoğu protein gibi)
okunur ama sonra
taşınır, oysa işlev yerleri
çekirdektir. Çekirdekte aktif olan proteinler çekirdeğe gitmelerini
sağlayan bir sahiptirler ama
transkripsiyon faktörleri durumunda bu lokalizasyon otomatik olmaz,
bu süreç onların denetiminin önemli bir noktasıdır. gibi bazı
transkripsiyon faktörleri sitoplazmadan çekirdeğe geçebilmek için
önce bir bağlanmak zorundadırlar.
- Kimyasal modifikasyon veya ligand bağlanması ile etkinleşme
Ligandlar bir transkripsiyon faktörünün nerede bulunduğunu
belirlemekten başka, onun etkin halde olmasını ve DNA'ya veya başka
kofaktörlere bağlanabilir olmasına da etki ederler. Transkripsiyon
faktörünün kimyasal değişimi de onu etkinleştirebilir. Örneğin,
proteinleri gibi transkripsiyon
faktörlerinin DNA'ya bağlanmaları için
olmaları gerekir.
- DNA bağlanma yerinin erişilebilirliği Ökaryotlarda aktif olarak
çevriyazılmayan genler
yer alır. , kromozomun
tıkız (kompakt) olduğu bölgeleridir; bu bölgelerde DNA'nın
sıkıca sarılmasıyla oluşan
iplikleri vardır. Bu sıkışıklık
yüzünden heterokromatindeki DNA'ya çoğu transkripsyon faktörü
tafarından erişilemez. Transkripsyon faktörünün DNA'ya
bağlanabilmesi için heterokromatinin (modifikasyonları) yoluyla
daha gevşek yapılı olan
dönüştürülmesi gerekir. Bir transkripsiyon faktörünün DNA'ya
bağlanamamasının bir nedeni de bağlanma yerinin başka bir
transkripsyon faktörü tarafında işgal edilmiş olmasıdır. Bir genin
denetiminde iki transkripsiyon faktörü (bir aktivatör ve bir
represör) bu şekilde birbirine zıtlık yaratabilirler.
- Bir kompleksin oluşumu için gereken diğer kofaktörler veya
transkripsiyon faktörleri Çoğu transkripsiyon faktörü tek başına
çalışmaz. Genelde transkripsiyonun olması için birkaç transkripsiyon
faktörünün DNA düzenleyici dizilerine bağlanması gerekir. Bu
transkripsiyon faktörleri de ardından seferber
ederek ve bağlanmasını sağlarlar.
Dolayısıyla tek bir transkripsyon faktörünün transkripsiyonu
başlatabilmesi için bu diğer proteinlerin hepsinin yerinde olması ve
transkripsiyon faktörünün kendisin de onlara bağlanabilecek bir
durumda olması gerekir.
Yapı
Transkripsiyon faktörlerinin yapıları modülerdir ve şu bölgelerden:
- DNA bağlanma bölgesi (DBB) düzenlenen genin bitişiğindeki
bölgesindeki, veya daha uzağındaki
(ing. enhancer) DNA
dizilerine bağlanır.
- Trans-aktivasyon bölgesi (TAB) transkripsiyon eşdüzenleyici
(co-regulator) başka proteinler için bağlanma yerlerine
sahiptir.
- Bazen bulunan bir sinyal algılama bölgesi, örneğin bir ligand
bağlanma bölgesi, moleküler sinyalleri algılayıp transkripsiyon
kompleksinin geri kalanına ileterek genin aşağı veya yukarı
ayarlamasını yapar. Bazen DNA bağlanma bölgesi ve sinyal algılama
bölgesi, transkripsiyon kompleksini oluşturan farklı proteinlerde
yer alırlar.
DNA bağlanma proteinleri
Transkripsiyon faktörleri çoğu zaman DNA bağlanma bölgelerindeki
benzerliğe göre sınıflandırılırlar:
DNA'ya bağlanan başlıca transkripsiyon faktörü/DNA bağlanma bölgesi
sınıfları aşağıda listelenmiştir:
- -gibi () ()
- () İki parçalı tepki düzenleyicilerinin (ing. bipartite response
regulators) C-uç efektör bölgesi ()
- Serum tepki faktörü (ing. serum response factor; srf)-gibi () ()
- ()
()
- GCC kutusu ()
- Zn<sub>2</sub>/Cys<sub>6</sub> ()
- ()
- Zn<sub>2</sub>/Cys<sub>8</sub> çinko parmağı ()
- - Başka
transkripsiyon faktörlerinin promotörlerinde yer alan
DNA dizilerine
bağlanırlar. Homeobölgeli (homeodomain) proteinler gelişimin
denetlenmesinde önemli rol oynarlar. ()
- Çoklu bölgeli Cys<sub>2</sub>His<sub>2</sub> çinko parmaklılar () ()
- bazik-lösin fermuarlı (ing. basic leucine zipper, bZIP) proteinler
()
Daha çok ayrıntı için 'ne bakınız.
Transkripsiyon denetiminde önemli rol oynayan başka proteinler de vardır
ama bunlar DNA'ya bağlanmadıkları için transkripsiyon faktörü olarak
sayılmazlar. Örneğin, ,
,
ve
, ve
.
Transkripsiyon faktörü bağlanma yerleri
Transkripsyon faktörleri kendilerine has nükleotit dizilerinde DNA'ya
bağlanırlar. Bu bağlanma yerleri ile etkileşirken kimyasal olarak
ve kullanırlar. Bir bağlanma
yerindeki bu etkileşimlerden bazıları diğerlerinden daha zayıftır. Bu
yüzden transkripsyon faktörleri tek bir diziye değil, birbiriyle yakın
ilişkili bir grup dizye bağlanabilirler, her biriyle farklı güçte olmak
üzere.
Örneğin, TATA bağlanma proteininin (TBP)
TATAAAA
olmakla beraber TBP transkripsiyon faktörü buna benzer olan
TATATAT veya TATATAA
dizilerine de bağlanabilir.
Transkripsiyon faktörleri benzer dizilere bağlanabildikleri ve bunların
kısa diziler olduğu için, yeterince uzun bir DNA zincirinde bir bağlanma
yeri tesadüfen de bulunabilir. Buna rağmen bir transkripsiyon faktörü
genomda bulunan kendisiyle uyumlu her bağlanma yerine bağlanmaz; çünkü
DNA'ya erişilebilirlik ve kendisi için gerekli
mevcudiyeti
sınırlamalar getirir. Bu yüzden bir transkripsiyon faktörünün bağlanma
yerini bilmek, bir canlı hücrede onun gerçekten nereye bağlandığını
öngörmeye yetmez.
Sınıflar
Mekanizmaya göre
Transkripsiyon faktörlerinin mekanizmalarına göre üç sınıfı vardır:
Genel transkripsiyon faktörleri, transkripsiyon başlangıç öncesi
kompleks oluşumuyla ilişkilidir. En yaygın olanlarının adları
, ,
, ,
, and olarak
kısaltılır. Her yerde bulunurlar ve tüm Sınıf II genlerin transkripsiyon
başlama noktasını çevreleyen çekirdek promotör bölgesi ile
etkileşirler.
- Akışyukarı (upstream) transkripsyon faktörleri transkripsiyon
başlama noktasının
kısmına
bağlanarak transkripsiyonu uyaran veya bastıran proteinlerdir.
- İndüklenebilir transkripsyon faktörleri akış yukarı
transkripsyon faktörleri gibidirler ama aktivasyon veya inhibisyon
gerektirirler.
İşlevsel
Alternatif olarak transkripsiyon faktörleri düzenleyici fonksiyonlarına
göre sınıflandırılırlar:
- I. Yapısal etkin (constitutively active) -Tüm hücrelerde her
zaman mevcut- ,
, ,
- II. Şartlı etkin - aktivasyon gerektirir.
- II.A. Gelişimsel (hücreye özgün) - gen ifadesi sıkı kontrol
altında ama başladıktan sonra ek atkinleştirme gerektirmez.
- II.B Sinyale bağımlı - etkinleşme için haricî bir sinyal
gerektirir.
- II.B.1 Hücredışı ligand bağımlı - çekirdek reseptörleri
- II.B.2 Hücrediçi ligand bağımlı - küçük hücre içi
moleküller tarafından etkinleşir. Örneğin,
,
, öksüz çekirdek reseptörleri.
- II.B.3 Hücre zarı resptörü bağımlı ikincil mesajcı
sinyalleme silsilesi bir transkripsiyon faktörünün fosforile
olmasına neden olur.
- II.B.3.b Gizli (latent) sitoplazmik faktörler -
inaktif hali sitoplazmada yer alır ama etkinleşince
çekirdeğe geçer - Örneğin, ,
, ,
, ,
.
- II.B.3.a yerleşik çekirdek faktörleri aktivasyon
halinden bağimsız olarak çekirdekte yer alır. Örneğin,
,
,
.
Farklı organizmalarda rolleri ve korunumları
Transkripsiyon faktörleri gen ifadesinin düzenlenmesi için zaruridir ve
dolayısıyla her canlıda bulunur. Canlılarda bulunan transkripsiyon
faktörü sayısı genom büyüklüğü ile orantılıdır, daha büyük genomlarda
gen başına transkripsiyon faktörü sayısı daha çoktur.
İnsan genomunda DNA'ya bağlanabilen yaklaşık 2600 protein vardır,
bunların çoğunun transkripsiyon faktörü olduğu tahmin edilmektedir.
Dolayısıyla genomdaki genlerin yaklaşık %10'u transkripsiyon
faktörlerini şifrelemektedir, yani bu protein grubu insan proteinleri
arasında en kalabalık olanıdır. Genlerin genelde iki tarafında birkaç
farklı transkripsiyon faktörünün bağlanma yerleri bulunmaktadır ve bu
genlerin verimli olarak ifadesi için birkaç transkripsiyon faktörünün
beraberce etkisi gerekmektedir. Yani 2000 insan transkripsiyon
faktörünün belli bir alt kümesinin kombinezonları insan genomundaki her
genin gelişim sırasındaki kendine has denetimini açıklamaya
yeterlidir.
Transkripsiyon faktörleri ve insan hastalıkları
Gelişim, hücre içi sinyalleme ve hücre döngüsündeki önemli rollerinden
dolayı bazı transkripsiyon faktörlerindeki mutasyonların hastalıklarla
ilişkili olduğu bulunmuştur. İyi bilinen bazı örnekler aşağıda
sıralanmıştır:
- Rett syendromu transkipsiyon
faktöründeki mutasyonlar ,
nörogelişimsel bir bozukluktur.
- Diyabet ender bir biçimi olan
(ing.
Maturity onset diabetes of the young; MODY)
çekirdek faktörlerinde (ing.
hepatocyte nuclear factors; HNF) veya 'deki (ing.
insulin promoter factor-1; IPF1) mutasyonlar neden olmaktadır.
- gelişimsel sözel dispraksi
transkipsiyon faktöründeki mutasyonlar (ing.
developmental verbal dyspraxia) ile ilişkilendirilmiştir, bu
hastalıkta kişiler konuşma için gerekli olan hassas koordinasyonlu
hareketleri yapamaazlar.
- Otoimmün hastalıklar transkipsiyon
faktöründeki mutasyonlar ender bir olan
'e neden olur.
- Kanser Çoğu transkripsiyon faktörü tümör baskılayıcısı veya
onkogendir, bu yüzden onları mutasyonu veya hatalı denetimi
ilişkilidir. Örneğin tümör baskılayıcısı
'teki mutasyonlardan kaynaklanır.
Dış bağlantılar
Kaynakça
Orijinal kaynak: transkripsiyon faktörü. Creative Commons Atıf-BenzerPaylaşım Lisansı ile paylaşılmıştır.
Kategoriler