Просмотр кода страницы Факторы транскрипции

'''Факторы транскрипции''' (транскрипционные факторы) — [[белок|белки́]], контролирующие процесс синтеза [[Матричная РНК|мРНК]], а также других видов РНК <ref>{{Cite web |url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8396256/ |title=Coordinated decreases in rRNA gene transcription factors and rRNA synthesis during muscle cell differentiation - PubMed<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2020-07-01 |archive-date=2020-07-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200704013143/https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8396256/ |deadlink=no }}</ref> на матрице [[ДНК]] ([[транскрипция (биология)|транскрипцию]]) путём связывания со специфичными участками ДНК<!--

 --><ref name="pmid9570129">{{статья |заглавие=Transcription factors: an overview |издание={{Нп3|The International Journal of Biochemistry & Cell Biology|Int. J. Biochem. Cell Biol.||The International Journal of Biochemistry & Cell Biology}} |том=29 |номер=12 |страницы=1305—1312 |pmid=9570129 |doi=10.1016/S1357-2725(97)00085-X |язык=en |автор=Latchman D.S. |год=1997 |тип=journal}}</ref><!--

 --><ref name="pmid2128034">{{статья |заглавие=Too many transcription factors: positive and negative interactions |издание=New Biol. |том=2 |номер=2 |страницы=126—131 |pmid=2128034 |язык=en |тип=journal |автор=Karin M. |год=1990}}</ref>.<!--

 --> Транскрипционные факторы выполняют свою функцию либо самостоятельно, либо в комплексе с другими белками. Они обеспечивают снижение ([[Репрессор (генетика)|репрессоры]]) или повышение ([[Активатор (белки)|активаторы]]) константы связывания [[РНК-полимераза|РНК-полимеразы]] с регуляторными последовательностями регулируемого [[ген]]а<!--

 --><ref name="pmid8870495">{{статья |заглавие=The role of general initiation factors in transcription by RNA polymerase II |издание={{Нп3|Trends (journals)|Trends Biochem. Sci.||Trends (journals)}} |том=21 |номер=9 |страницы=327—335 |pmid=8870495 |doi=10.1016/0968-0004(96)10050-5 |язык=en |тип=journal |автор=Roeder R.G. |год=1996}}</ref><!--

 --><ref name="pmid8990153">{{статья |заглавие=RNA polymerase II transcription initiation: a structural view |издание=[[Proceedings of the National Academy of Sciences|Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America]] |том=94 |номер=1 |страницы=15—22 |pmid=8990153 |doi=10.1073/pnas.94.1.15 |язык=en |тип=journal |автор=Nikolov D.B., Burley S.K. |год=1997}}</ref><!--

 --><ref name="pmid11092823">{{статья |заглавие=Transcription of eukaryotic protein-coding genes |издание=[[Annual Review of Genetics|Annu. Rev. Genet.]] |том=34 |страницы=77—137 |pmid=11092823 |doi=10.1146/annurev.genet.34.1.77 |язык=en |автор=Lee T.I., Young R.A. |год=2000 |тип=journal}}</ref>.

Определяющая черта факторов транскрипции — наличие в их составе одного или более ДНК-связывающих [[Домен белка|доменов]], которые взаимодействуют с характерными участками ДНК, расположенными в регуляторных областях генов. Другие белки, играющие ключевую роль в регуляции [[Экспрессия генов|экспрессии генов]], такие как [[коактиватор]]ы, [[Гистон-ацетилтрансфераза|гистонацетилазы]], [[киназа|киназы]], [[ДНК-метилаза|метилазы]], не имеют ДНК-связывающих доменов, и, следовательно, не могут быть причислены к транскрипционным факторам<!--

 --><ref name="pmid2667136">{{статья |заглавие=Transcriptional regulation in mammalian cells by sequence-specific DNA binding proteins |издание=Science |том=245 |номер=4916 |страницы=371—378 |pmid=2667136 |doi=10.1126/science.2667136 |язык=en |тип=journal |автор=Mitchell P.J., Tjian R. |год=1989}}</ref><!--

 --><ref name="pmid9121580">{{статья |заглавие=Transcriptional activation by recruitment |издание=Nature |том=386 |номер=6625 |страницы=569—577 |pmid=9121580 |doi=10.1038/386569a0 |язык=en |автор=Ptashne M., Gann A. |год=1997 }}</ref><!--

 --><ref name="pmid11823631">{{статья |заглавие=Signal transduction and the control of gene expression |издание=Science |том=295 |номер=5556 |страницы=813—818 |pmid=11823631 |doi=10.1126/science.1066355 |язык=en |тип=journal |автор=Brivanlou A.H., Darnell J.E. |год=2002}}</ref>.<!--

 -->[[Файл:TFIIB.png|thumb|240px| Структура комплекса TATA-связывающего белка/транскрипционного фактора TF(II)B из [[археи]] ''[[Pyrococcus woesei]]'' с ДНК по результатам [[Рентгеноструктурный анализ|рентгеноструктурного анализа]]. Сверху&nbsp;— схематичное изображение [[Третичная структура|третичной структуры]], снизу&nbsp;— молекулярной поверхности комплекса]]

== Консервативность у различных организмов ==
Факторы транскрипции необходимы для регуляции экспрессии генов и обнаружены у всех живых организмов. Их количество, как абсолютное, так и удельное, возрастает с ростом размера [[геном]]а<ref name="pmid12957540">{{статья |заглавие=Scaling laws in the functional content of genomes |издание={{Нп3|Trends (journals)|Trends Genet.||Trends (journals)}} |том=19 |номер=9 |страницы=479—484 |pmid=12957540 |doi=10.1016/S0168-9525(03)00203-8 |язык=en |автор=van Nimwegen E. |год=2003 |тип=journal}}</ref>.

В [[Геном человека|геноме человека]] обнаружено более 2600 белков, имеющих ДНК-связывающий домен, и большинство из них предположительно являются факторами транскрипции<ref name="pmid15193307">{{статья |заглавие=Structure and evolution of transcriptional regulatory networks |издание=Curr. Opin. Struct. Biol. |том=14 |номер=3 |страницы=283—291 |pmid=15193307 |doi=10.1016/j.sbi.2004.05.004 |язык=en |тип=journal |автор=Babu M.M., Luscombe N.M., Aravind L., Gerstein M., Teichmann S.A. |год=2004}}</ref>. Следовательно, около 10 % всех генов в геноме кодируют транскрипционные факторы. Таким образом, они являются самым большим семейством белков человека<ref>{{cite pmid|29425488}}</ref>. Более того, активность многих генов регулируется корпоративным взаимодействием большого числа различных факторов транскрипции, что позволяет обеспечить каждому из генов уникальный способ регуляции в процессе [[Биология развития|развития организма]]<ref name="pmid11823631" />.
<!-- как-то странно, заголовок про консервативность, а текст — про человека -->

== Функции ==
Факторы транскрипции — одна из групп белков, обеспечивающих прочтение и интерпретацию генетической информации. Они связывают ДНК и способствуют инициации программы повышения или понижения транскрипции гена. Таким образом, они жизненно необходимы для нормального функционирования организма на всех уровнях. Ниже перечислены важнейшие из процессов, в которые вовлечены факторы транскрипции.

=== Регуляция базальной экспрессии генов ===
Фоновая транскрипционная активность обеспечивается набором ТФ, общим для всех генов. Важный класс [[эукариоты|эукариотических]] факторов транскрипции — GTFs (general transcription factors)<ref name="pmid12672487">{{статья |заглавие=Basal transcription factors |издание=Current opinion in genetics & development |том=13 |номер=2 |страницы=114—118 |pmid=12672487 |doi=10.1016/S0959-437X(03)00013-3 |язык=und |автор=Reese J.C. |месяц=4 |год=2003}}</ref><ref name="pmid12676794">{{статья |заглавие=The RNA polymerase II elongation complex |издание={{Нп3|Annual Review of Biochemistry|Annual review of biochemistry||Annual Review of Biochemistry}} |том=72 |страницы=693—715 |pmid=12676794 |doi=10.1146/annurev.biochem.72.121801.161551 |язык=en |автор=Shilatifard A., Conaway R.C., Conaway J.W. |год=2003 |тип=journal}}</ref>. Многие из его представителей не связывают ДНК непосредственно, а входят в состав комплекса инициации транскрипции (преинициирующего комплекса), который напрямую взаимодействует с РНК-полимеразой. Наиболее распространенными GTF являются [[TFIIA]], [[TFIIB]], [[TFIID]] (связываются с т. н. [[ТАТА-бокс]]ом (элементом [[промотор]]а)), [[TFIIE]], [[TFIIF]], и [[TFIIH]]<ref name="pmid16858867">{{статья |заглавие=The general transcription machinery and general cofactors |издание=Critical reviews in biochemistry and molecular biology |том=41 |номер=3 |страницы=105—178 |pmid=16858867 |язык=en |тип=journal |автор=Thomas M.C., Chiang C.M. |год=2006}}</ref>.

'''Помимо ТФ, необходимых для экспрессии всех генов, существуют также специфичные факторы транскрипции, обеспечивающие включение/выключение определённых генов в нужный момент.'''

=== Регуляция [[онтогенез]]а ===
Многие ТФ многоклеточных организмов вовлечены в обеспечение их развития<ref name="pmid1424766">{{статья |заглавие=Transcription factors and mammalian development |издание=Current topics in developmental biology |том=27 |страницы=351—383 |pmid=1424766 |язык=und |автор=Lobe C.G. |год=1992}}</ref>. Действуя в соответствии с генетической программой и/или в ответ на внешние воздействия, они инициируют или подавляют транскрипцию определённых генов, что влечет за собой изменения в клеточной морфологии, клеточную дифференциацию, [[морфогенез]], [[органогенез]] и т. д. Например, семейство [[гомеобокс]]ных ТФ критично для формирования правильной морфологии тела у организмов от [[дрозофила|дрозофилы]] до человека<ref name="pmid17008523">{{статья |заглавие=Genomic evolution of Hox gene clusters |издание=[[Science]] |том=313 |номер=5795 |страницы=1918—1922 |pmid=17008523 |doi=10.1126/science.1132040 |язык=en |автор=Lemons D., McGinnis W. |месяц=9 |год=2006 |тип=journal}}</ref><ref name="pmid16515781">{{статья |заглавие=Hox cofactors in vertebrate development |издание=Developmental biology |том=291 |номер=2 |страницы=193—206 |pmid=16515781 |doi=10.1016/j.ydbio.2005.10.032 |язык=und |автор=Moens C.B., Selleri L. |месяц=3 |год=2006}}</ref>. [[мутация|Мутации]] генов этих белков ([[гомеозисные мутации]]) у дрозофил приводят к серьёзным нарушениям в дифференцировке сегментов тела данных насекомых (например, развитие ног вместо усиков).

Другой пример данной группы ТФ — продукт гена полоопределяющего региона Y (SRY, Sex-determining Region Y), который играет важную роль в детерминации пола человека.<ref name="pmid17187356">{{статья |заглавие=Determination and stability of sex |издание=BioEssays : news and reviews in molecular, cellular and developmental biology |том=29 |номер=1 |страницы=15—25 |pmid=17187356 |doi=10.1002/bies.20515 |язык=und |автор=Ottolenghi C., Uda M., Crisponi L., Omari S., Cao A., Forabosco A., Schlessinger D. |месяц=1 |год=2007}}</ref>

=== Ответ на внеклеточные сигналы ===
Согласованная регуляция взаимодействия клеток многоклеточного организма осуществляется путём высвобождения специальных молекул ([[гормон]]ов, [[цитокин]]ов и т. п.), которые вызывают [[Передача сигнала (биология)|сигнальный каскад]] в клетках-мишенях. В случае, если сигнал вызывает изменение уровня экспрессии определённых генов, конечным звеном каскада часто оказываются ТФ<ref name="pmid8293575">{{статья |заглавие=Signal transduction--a conserved pathway from the membrane to the nucleus |издание=Developmental genetics |том=14 |номер=5 |страницы=333—338 |pmid=8293575 |doi=10.1002/dvg.1020140502 |язык=en |тип=journal |автор=Pawson T. |год=1993}}</ref>. [[Эстроген]]овый сигнальный путь — пример короткого каскада, включающего транскрипционный фактор рецептора эстрогена: эстроген секретируется тканями плаценты и яичника, преодолевает [[Клеточные мембраны|плазматическую мембрану]] реципиентных клеток, и связывается со своим рецептором в цитоплазме. Рецептор эстрогена проникает в [[Клеточное ядро|ядро]] и связывает специфичный участок ДНК, изменяя регуляции транскрипции соответствующего гена<ref name="pmid11916222">{{статья |заглавие=Estrogen receptor: current understanding of its activation and modulation |издание={{Нп3|Clinical Cancer Research|Clin. Cancer Res.||Clinical Cancer Research}} |том=7 |номер=12 Suppl |страницы=4338s—4342s; discussion 4411s—4412s |pmid=11916222 |язык=en |тип=journal |автор=Osborne C.K., Schiff R., Fuqua S.A., Shou J. |месяц=12 |год=2001}}</ref>.

=== Ответ на изменение окружающей среды ===
ТФ — не единственные конечные звенья сигнальных каскадов, возникающих в ответ на различные внешние стимулы, но они тоже могут быть эффекторами в сигнальных каскадах, индуцируемых воздействием окружающей среды. Например, фактор теплового шока (HSF) активирует гены [[белки теплового шока|белков теплового шока]], которые обеспечивают выживание при повышении температуры (например, [[шапероны]])<ref name="pmid18239856">{{статья |заглавие=New insights into the mechanism of heat shock response activation |ссылка=https://archive.org/details/sim_cellular-and-molecular-life-sciences_2008-03_65_6/page/855 |издание=[[Cellular and Molecular Life Sciences|Cell. Mol. Life Sci.]] |том=65 |номер=6 |страницы=855—861 |pmid=18239856 |doi=10.1007/s00018-008-7458-y |язык=en |тип=journal |автор=Shamovsky I., Nudler E. |месяц=3 |год=2008}}</ref>, [[Факторы, индуцируемые гипоксией|фактор, индуцируемый гипоксией]] (HIF) — при снижении концентрации [[кислород]]а<ref name="pmid18202826">{{статья |заглавие=The magic of the hypoxia-signaling cascade |издание=[[Cellular and Molecular Life Sciences|Cell. Mol. Life Sci.]] |том=65 |номер=7—8 |страницы=1133—1149 |pmid=18202826 |doi=10.1007/s00018-008-7472-0 |язык=en |автор=Benizri E., Ginouvès A., Berra E. |месяц=4 |год=2008 |тип=journal}}</ref>; белок SREBP (sterol regulatory element binding protein) <!--по-моему переводить это название на русский — абсурд (как и большинство других)--> помогает поддерживать необходимое содержание липидов в клетках<ref name="pmid15457548">{{статья |заглавие=Maintaining cholesterol homeostasis: sterol regulatory element-binding proteins |издание={{Нп3|World Journal of Gastroenterology|World J. Gastroenterol.||World Journal of Gastroenterology}} |том=10 |номер=21 |страницы=3081—3087 |pmid=15457548 |ссылка=http://www.wjgnet.com/1007-9327/10/3081.asp |язык=en |тип=journal |автор=Weber L.W., Boll M., Stampfl A. |месяц=11 |год=2004 |archivedate=2007-08-11 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20070811061327/http://www.wjgnet.com/1007-9327/10/3081.asp }}</ref>.

=== Контроль клеточного цикла ===
Многие ТФ, особенно онкогены и онкосупрессоры, участвуют в регуляции [[Клеточный цикл|клеточного цикла]]. Они определяют переход от одной фазы клеточного цикла к другой, частоту [[митоз|делений]] и интенсивность роста. Один из наиболее известных подобных ТФ — онкоген [[Myc]], играющий важную роль в росте клеток и направлении их в [[апоптоз]].

== Регуляция ==
Все общебиологические процессы имеют многоуровневую регуляцию и контроль. Это верно и для ТФ — ТФ не только обеспечивают регуляцию уровня накопления белков и РНК в клетке, но и регулируют активность собственных генов (часто с помощью других ТФ). Ниже кратко описаны основные способы регуляции активности ТФ.

=== Общие для всех белков ===
Уровень накопления ТФ в клетке регулируется по той же схеме, что и у других белков за счёт контроля транскрипции, деградации мРНК, [[Трансляция (биология)|трансляции]], постпроцессинга белка, его внутриклеточной локализации и деградации. Возможна саморегуляция по принципу [[Отрицательная обратная связь|отрицательной обратной связи]] — ТФ репрессирует активность кодирующего его гена.

=== Внутриядерная локализация ===
У эукариотических организмов процессы транскрипции и трансляции пространственно разделены — они происходят в ядре и [[цитоплазма|цитоплазме]] соответственно. После синтеза ТФ должны проникнуть в ядро, преодолев двойную мембрану. Многие белки, функционирующие в ядре, имеют [[сигнал ядерной локализации]] — специфичный участок полипептидной цепи, адресующий белок в ядро. Для многих ТФ транслокация является ключевым фактором в регуляции их активности<ref name="pmid8314906">{{статья |заглавие=Signal transduction and nuclear targeting: regulation of transcription factor activity by subcellular localisation |издание={{Нп3|Journal of Cell Science}} |том=104 ( Pt 4) |страницы=949—955 |pmid=8314906 |ссылка=http://jcs.biologists.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=8314906 |язык=en |тип=journal |автор=Whiteside S.T., Goodbourn S. |месяц=4 |год=1993 |издательство={{Нп3|The Company of Biologists}} }}</ref>. Важные классы ТФ, такие как некоторые ядерные рецепторы, должны сперва связать [[эндогенный агонист|эндогенный]] [[лиганд (биохимия)|лиганд]]-[[агонист]] в цитоплазме и только потом транспортироваться в ядро<ref name="pmid8314906" />.

=== Активация ===
ТФ могут быть активированы/деактивированны путём воздействия на их сигнал-чувствительный домен различным образом:
* связывание лиганда — необходимой для функционирования субстанции, не входящий в состав полипептида (например, ионов Zn<sup>2+</sup>)
* [[фосфорилирование]]<ref name="pmid2149275">{{статья |заглавие=Transcription factor phosphorylation: a link between signal transduction and the regulation of gene expression |издание=Cancer cells (Cold Spring Harbor, N.Y. : 1989) |том=2 |номер=11 |страницы=337—344 |pmid=2149275 |язык=en |тип=journal |автор=Bohmann D. |месяц=11 |год=1990}}</ref><ref name="pmid17536004">{{статья |заглавие=Steroid Receptor Phosphorylation: A Key Modulator of Multiple Receptor Functions |pmid=17536004 |язык=en |тип=journal |автор=Weigel N.L., Moore N.L. |год=2007}}</ref> — многие ТФ должны быть фосфорилированы для получения возможности связывать ДНК.
* взаимодействие с другими ТФ и/или корегуляторными белками.

=== Доступность сайта связывания ДНК ===
У эукариот гены, не транскрибируемые постоянно, часто находятся в [[гетерохроматин]]е (участках ДНК, плотно упакованных за счет связывания [[гистон]]ов и организованных в компактные хроматиновые фибриллы). ДНК в составе гетерохроматина недоступна для многих факторов транскрипции. Для того, чтобы ТФ могли связаться с ДНК, гетерохроматин должен быть трансформирован в [[эухроматин]], обычно путём модификаций гистонов. Также для связывания ТФ с ДНК важную роль играет свобода [[хроматин]]а от [[Нуклеосома|нуклеосом]]. Хроматин свободный от нуклеосом называется [[Открытый хроматин|открытым хроматином]] и значительно чаще связывает факторы транскрипции, чем связанный с нуклеосомами хроматин. Перераспределение нуклеосом осуществляют факторы [[Эпигенетика#Метилирование ДНК и ремоделирование хроматина|ремоделирования хроматина]]. Сайт связывания ТФ на ДНК может быть недоступным и в случае, если он связан другим фактором транскрипции. Пары факторов транскрипции могут играть антагонистическую роль (активатор — репрессор) при регуляции активности одного гена.

=== Наличие других кофакторов/транскрипционных факторов ===
Большинство ТФ не работают в одиночку. Часто для активации транскрипции гена с его регуляторными элементами должно связаться большое количество ТФ. Связывании ТФ вызывает привлечение промежуточных белков, таких как кофакторы, что приводит к сборке преинициационного комплекса и посадке на промотор РНК-полимеразы.

== Структура ==
ТФ являются модульными по структуре и содержат следующие [[Домен белка|домены]]<ref name="pmid9570129" />:
* '''ДНК-связывающий домен (DBD)''' — взаимодействует со специфичными последовательностями ДНК, характерными для [[промотор]]ов и [[энхансер]]ов. Специфичность распознавания определённых последовательностей определяет набор генов, подверженных регуляции данным ТФ;
* '''трансактивирующий домен (TAD)''' — содержит участки связывания других белков, например, транскрипционных корегуляторов<ref name="pmid12893880">{{статья |заглавие=Activation functions 1 and 2 of nuclear receptors: molecular strategies for transcriptional activation |издание={{Нп3|Molecular Endocrinology|Mol. Endocrinol.||Molecular Endocrinology}} |том=17 |номер=10 |страницы=1901—1909 |pmid=12893880 |doi=10.1210/me.2002-0384 |язык=en |тип=journal |автор=Wärnmark A., Treuter E., Wright A.P., Gustafsson J-Å |год=2003}}</ref>;
* '''сигналраспознающий домен (SSD)''' (например, лиганд-связывающий домен), который чувствителен к внешнем сигналам и отвечающим за передачу сигнала к другим компонентам транскрипционного комплекса, что вызывает повышение или понижение уровня экспрессии.

=== ДНК-связывающий домен ===
Структурно-функциональная единица (домен) факторов транскрипции, связывающая ДНК, называется ДНК-связывающим доменом. Ниже приведён список важнейших семейств ДНК-связывающих доменов/ТФ:
{| class="wikitable" border="1"
! width="300pt" | Семейство
! width="100pt" | [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=cdd NCBI conserved domains]
! width="100pt" | [https://web.archive.org/web/20070911012207/http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/ База данных структурной классификации белков (SCOP)]
! width="100pt" | [http://www.ebi.ac.uk/interpro/ База данных InterPro]
|-
|Спираль-петля-спираль (helix-loop-helix)<ref name="pmid7553065">{{статья |заглавие=Transcription factors 2: helix-loop-helix |издание=Protein profile |том=2 |номер=6 |страницы=621—702 |pmid=7553065 |язык=und |автор=Littlewood T.D., Evan G.I. |год=1995}}</ref>
| [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cddsrv.cgi?uid=107453 cl00228]
| 47460
| IPR001092
|-
| Лейциновая молния<ref name="pmid12192032">{{статья |заглавие=Classification of human B-ZIP proteins based on dimerization properties |издание=[[Molecular and Cellular Biology|Molecular and cellular biology]] |том=22 |номер=18 |страницы=6321—6335 |pmid=12192032 |pmc=135624 |doi=10.1128/MCB.22.18.6321-6335.2002 |язык=en |тип=journal |автор=Vinson C., Myakishev M., Acharya A., Mir A.A., Moll J.R., Bonovich M. |месяц=9 |год=2002}}</ref>
| [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cddsrv.cgi?uid=92954 cl02576]
| 57959
| IPR004827
|-
|C-концевые эффекторные домены составных регуляторов ответа
|
| 46894
| IPR001789
|-
| GCC box
| [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cddsrv.cgi?uid=90556 cl00033]
| 54175
|
|-
|Спираль-поворот-спираль (helix-turn-helix)<ref name="pmid8831795">{{статья |заглавие=Structural classification of HTH DNA-binding domains and protein-DNA interaction modes |издание={{Нп3|Journal of Molecular Biology|Journal of molecular biology||Journal of Molecular Biology}} |том=262 |номер=2 |страницы=294—313 |pmid=8831795 |doi=10.1006/jmbi.1996.0514 |язык=en |тип=journal |автор=Wintjens R., Rooman M. |месяц=9 |год=1996}}</ref>
|[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cddsrv.cgi?uid=92975 cl02600]
|
|
|-
|Гомеодоменные белки — связывают [[гомеобокс]] (особый участок ДНК). Играют критическую роль в индивидуальном развитии организмов ([[онтогенез]]е).<ref name="pmid7979246">{{статья |заглавие=Homeodomain proteins |издание={{Нп3|Annual Review of Biochemistry|Annual review of biochemistry||Annual Review of Biochemistry}} |том=63 |страницы=487—526 |pmid=7979246 |doi=10.1146/annurev.bi.63.070194.002415 |язык=en |автор=Gehring W.J., Affolter M., Bürglin T. |год=1994 |тип=journal}}</ref>
| [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cddsrv.cgi?uid=28970 cd00086]
| 46689
| IPR009057
|-
| Подобные репрессору фага лямбда
|
| 47413
| IPR010982
|-
| srf-подобные
| [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cddsrv.cgi?uid=90627 cl00109]
| 55455
| IPR002100
|-
| Парный бокс<ref name="pmid9297966">{{статья |заглавие=Pax genes and organogenesis |издание=BioEssays : news and reviews in molecular, cellular and developmental biology |том=19 |номер=9 |страницы=755—765 |pmid=9297966 |doi=10.1002/bies.950190905 |язык=und |автор=Dahl E., Koseki H., Balling R. |месяц=9 |год=1997}}</ref>
| [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cddsrv.cgi?uid=99576 cl09102]
|
|
|-
| winged helix
|
| 46785
| IPR011991
|-
| Цинковые пальцы<ref name="pmid11179890">{{статья |заглавие=Zinc finger proteins: new insights into structural and functional diversity |издание=Current opinion in structural biology |том=11 |номер=1 |страницы=39—46 |pmid=11179890 |doi=10.1016/S0959-440X(00)00167-6 |язык=en |тип=journal |автор=Laity J.H., Lee B.M., Wright P.E. |месяц=2 |год=2001}}</ref>
|
|
|-
| * многодоменные цинковые пальцы типа Cys<sub>2</sub>His<sub>2</sub><ref name="pmid10940247">{{статья |заглавие=DNA recognition by Cys2His2 zinc finger proteins |издание=[[Annual Review of Biophysics|Annual review of biophysics and biomolecular structure]] |том=29 |страницы=183—212 |pmid=10940247 |doi=10.1146/annurev.biophys.29.1.183 |язык=en |автор=Wolfe S.A., Nekludova L., Pabo C.O. |год=2000 |тип=journal}}</ref>
| [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cddsrv.cgi?uid=88694 pfam00096]
| 57667
| IPR007087
|-
| * Zn<sub>2</sub>/Cys<sub>6</sub>
|
| 57701
|
|-
| * цинковые пальцы типа Zn<sub>2</sub>/Cys<sub>8</sub> ядерных рецепторов гормонов
| [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cddsrv.cgi?uid=79468 pfam00105]
| 57716
| IPR001628
|}

=== Сайты связывания ТФ ===
Участки ДНК, которые взаимодействуют с факторами транскрипции, называются сайтами связывания ТФ. Взаимодействие осуществляется за счёт [[Ионная связь|электростатических сил]], [[водородная связь|водородных связей]]<!-- тут в енВики явная лажа — водородные связи имеют особый механизм, нельзя говорить о них, как о виде электростатических сил. не лажа, а просто слишком неакадимично --> и [[Силы Ван-дер-Ваальса|сил Ван-дер-Ваальса]]. За счёт корпоративного, стерически детерминированного действия данных сил, которое определяется пространственной структурой белковой молекулы, ТФ связываться только с определёнными участками ДНК. Не все нуклеотидные основания в ДНК, входящие в сайт связывания ТФ, имеют одинаковую значимость при взаимодействии с белком. Вследствие этого, ТФ обычно связывают не участок со строго определённой первичной структурой, а группу структур с близким сходством, каждую — с разной степенью сродства.
Например, хотя консенсусной последовательностью сайта связывания ТАТА-связывающих белков является ТАТАААА, они могут взаимодействовать также с ТАТАТАТ и ТАТАТАА.

Вследствие того, что ТФ взаимодействуют с короткими участками ДНК гетерогенной структуры, потенциальные сайты связывания ТФ могут возникать случайно в достаточно протяжённой молекуле ДНК. Маловероятно, однако, что ТФ взаимодействуют со всеми подходящими элементами в геноме.

Различные ограничения, такие как доступность сайтов и наличие кофакторов, могут способствовать направлению ТФ в нужные участки ДНК. Таким образом, затруднительно на основании последовательности генома достоверно предсказать реальное место посадки ТФ на ДНК ''in vivo''.
Дополнительная специфичность ТФ может опосредоваться наличием нескольких ДНК связывающих доменов в составе одного белка, которые взаимодействуют с двумя или более смежными последовательностями одновременно.

== Клинические аспекты ==
В связи с ключевой ролью ТФ в процессе реализации наследственной информации, некоторые заболевания человека могут быть вызваны мутациями в генах ТФ. Ниже приведены некоторые наиболее изученные нарушения подобного рода:
* '''[[Синдром Ретта]]'''. Мутации в гене ТФ [[MECP2]] ассоциированы с синдромом Ретта, нарушением в развитии [[Нервная система|нервной системы]]<ref name="pmid19034540">{{статья |заглавие=The first missense mutation causing Rett syndrome specifically affecting the MeCP2_e1 isoform. |издание=Neurogenetics |pmid=19034540 |язык=en |тип=journal |автор=Fichou Y., Nectoux J., Bahi-Buisson N., Rosas-Vargas H., Girard B., Chelly J., Bienvenu T. |месяц=11 |год=2008}}</ref>.
* '''Диабеты'''. Редкая форма [[диабет]]а, называемая [[MODY-диабет|MODY]] (Maturity onset diabetes of the young) может быть обусловлена мутациями в генах некоторых ТФ<ref name="PMID 18360684">{{статья |заглавие=Pancreatic duodenal homeobox factor-1 and diabetes mellitus type 2 (review). |издание={{Нп3|International Journal of Molecular Medicine|Int J Mol Med.||International Journal of Molecular Medicine}} |том=21(4) |страницы=399—404 |pmid=18360684 |язык=en |тип=journal |автор=Al-Quobaili F., Montenarh M. |год=2008}}</ref>.
* '''Developmental verbal dyspraxia'''. (нарушение речевых функций). Мутации в гене ТФ [[FOXP2]] ассоциированы с развитием данного заболевания, при котором человек не может производить координированных движений, необходимых для речевой функции<ref name="PMID 11586359">{{статья |заглавие=A forkhead-domain gene is mutated in a severe speech and language disorder. |издание=Nature |том=413(6855) |страницы=519—523 |pmid=11586359 |язык=en |тип=journal |автор=Lai C.S., Fisher S.E., Hurst J.A., Vargha-Khadem F., Monaco AP. |год=2001}}</ref><ref name="PMID 14997560">{{статья |заглавие=Structural analysis of disease-causing mutations in the P-subfamily of forkhead transcription factors. |издание=Proteins |том=54(4) |страницы=639—647 |pmid=14997560 |язык=en |тип=journal |автор=Banerjee-Basu S., Baxevanis A.D. |год=2004}}</ref>.
* '''[[Аутоиммунные заболевания]]'''. Мутации в гене ТФ [[FOXP3]] связаны с аутоиммунным заболеванием IPEX (immune dysregulation polyendocrinopathy enteropathy X-linked syndrome)<ref name="PMID 14997560"/>.
* '''[[Злокачественная опухоль|Рак]]'''. Многие факторы транскрипции являются онкогенами или онкосупрессорами, и их мутации или неправильная регуляция могут приводить к развитию рака. Например, синдром Li-Fraumeni обусловлен мутациями в гене онкосупрессора [[p53]]<ref name="PMID 18786442">{{статья |заглавие=Li-Fraumeni syndrome in a Malaysian kindred. |издание=Cancer Genet Cytogenet. |том=186(1) |страницы=49—53 |pmid=18786442 |язык=und |автор=Ariffin H., Martel-Planche G., Daud S.S., Ibrahim K., Hainaut P. |год=2008}}</ref>.

== Классификация ==
ТФ могут классифицироваться по (1) механизму действия, (2) регуляторной функции, (3) структуре ДНК-связывающего домена, а также на натуральные и (5)искусственные.

=== Механизм действия ===
По данному признаку выделяют три класса ТФ:

* '''[[Общие факторы транскрипции|Главные факторы транскрипции]] (GTFs)''', вовлеченные в образование инициационного комплекса. Наиболее важные из них — TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, и TFIIH. Они присутствуют во всех клетках и взаимодействуют с кором промотора генов, транскрибируемых РНК-полимеразой второго класса.
* '''ТФ, взаимодействующие с upstream-участками ДНК''', (областями, расположенными до промотора, лежащими относительно него с другой стороны от [[открытая рамка считывания|кодирующей области гена]]).
* '''Индуцируемые ТФ''' сходны с предыдущим классом, но требуют активации либо ингибирования.

=== Функция ===
# '''Конститутивные''' — присутствуют всегда во всех клетках — главные факторы транскрипции, [[Sp1]], [[NF1]], [[CCAAT]].
# '''Активируемые''' (активны в определённых условиях)
## '''Участвующие в развитии организма''' (клетко-специфичные) — экспрессия строго контролируется, но, начав экспрессироваться, не требуют дополнительной активации — GATA, HNF, PIT-1, MyoD, Myf5, Hox, Winged Helix.
## '''Сигнал-зависимые''' — требуют внешнего сигнала для активации
### '''внеклеточные сигнал-зависимые''' — ядерные рецепторы
### '''внутриклеточные сигнал-зависимые''' — активируются низкомолекулярными внутриклеточными соединениями — [[SREBP]], [[p53]], одиночные ядерные рецепторы
### '''мембраносвязанные рецептор-зависимые''' — фосфорилируются киназами сигнального каскада
#### '''резидентные ядерные факторы''' — находятся в ядре независимо от активации — CREB, AP-1, Mef2
#### '''латентные цитоплазматические факторы''' — в неактивном состоянии локализованы в цитоплазме, после активации транспортируются в ядро — STAT, R-SMAD, [[NF-kB]], [[Notch]], TUBBY, NFAT.

=== Структурная классификация ===
[[Файл:Leucine zipper2.png|thumb|240px| ДНК-связывающий домен типа «[[лейциновая молния]]» в комплексе с ДНК. Вверху — схематичное изображение молекулярной поверхности, внизу — третичной структуры комплекса.]]
[[Файл:HLH-TF.png|thumb|240px| ДНК-связывающий домен типа «[[спираль-петля-спираль]]» в комплексе с ДНК. Вверху — схематичное изображение третичной структуры, внизу — молекулярной поверхности комплекса.]]
Факторы транскрипции классифицируют на основании сходства первичной структуры (что предполагает и сходство третичной структуры) ДНК-связывающих доменов<ref name="pmid15706513">{{статья |заглавие=Systematic DNA-binding domain classification of transcription factors |издание=Genome informatics. International Conference on Genome Informatics |том=15 |номер=2 |страницы=276—286 |pmid=15706513 |ссылка=http://www.jsbi.org/journal/GIW04/GIW04F028.html |accessdate=2008-11-30 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20130619202726/http://www.jsbi.org/journal/GIW04/GIW04F028.html |archivedate=2013-06-19 |deadlink=yes |язык=en |тип=journal |автор=Stegmaier P., Kel A.E., Wingender E. |год=2004}}</ref><ref name="pmid16381825">{{статья |заглавие=TRANSFAC and its module TRANSCompel: transcriptional gene regulation in eukaryotes |издание=[[Nucleic Acids Research|Nucleic Acids Res.]] |том=34 |номер=Database issue |страницы=D108—10 |pmid=16381825 |doi=10.1093/nar/gkj143 |язык=en |тип=journal |автор=Matys V., Kel-Margoulis O.V., Fricke E., Liebich I., Land S., Barre-Dirrie A., Reuter I., Chekmenev D., Krull M., Hornischer K., Voss N., Stegmaier P., Lewicki-Potapov B., Saxel H., Kel A.E., Wingender E. |год=2006}}</ref><ref>{{cite web|title=TRANSFAC<sup>®</sup> database|url=http://www.gene-regulation.com/pub/databases/transfac/cl.html|accessdate=2007-08-05|archiveurl=https://www.webcitation.org/66L5OV97L?url=http://www.gene-regulation.com/pub/databases/transfac/cl.html|archivedate=2012-03-21|deadlink=no}}</ref>.

* 1 Надкласс: Basic Domains ([[Basic-helix-loop-helix]])
** 1.1 Класс: [[Лейциновая молния]] ([[bZIP]])
*** 1.1.1 Семейство: [[AP-1 (transcription factor)|AP-1]](-like) components; includes ([[c-Fos]]/[[c-Jun]])
*** 1.1.2 Семейство: [[CREB]]
*** 1.1.3 Семейство: [[Ccaat-enhancer-binding proteins|C/EBP]]-like factors
*** 1.1.4 Семейство: bZIP / [[PAR (transcription factor)|PAR]]
*** 1.1.5 Семейство: Plant G-box binding factors
*** 1.1.6 Семейство: ZIP only
** 1.2 Класс: [[Спираль-петля-спираль]] ([[bHLH]])
*** 1.2.1 Семейство: Ubiquitous (Класс A) factors
*** 1.2.2 Семейство: Myogenic transcription factors ([[MyoD]])
*** 1.2.3 Семейство: Achaete-Scute
*** 1.2.4 Семейство: Tal/Twist/Atonal/Hen
** 1.3 Класс: [[Спираль-петля-спираль]] / [[лейциновая молния]] factors ([[basic helix-loop-helix leucine zipper transcription factors|bHLH-ZIP]])
*** 1.3.1 Семейство: Ubiquitous bHLH-ZIP factors; includes USF ([[USF1]], [[USF2]]); SREBP ([[Sterol regulatory element binding protein|SREBP]])
*** 1.3.2 Семейство: Cell-cycle controlling factors; includes [[Myc|c-Myc]]
** 1.4 Класс: NF-1
*** 1.4.1 Семейство: NF-1 ([[NFIC (gene)|NFIC]])
** 1.5 Класс: RF-X
*** 1.5.1 Семейство: RF-X ({{gene|NFX2}}, {{gene|NFX3}}, {{gene|NFX5}})
** 1.6 Класс: bHSH
* 2 Надкласс: Zinc-coordinating DNA-binding domains
** 2.1 Класс: Cys4 [[zinc finger]] of [[nuclear receptor]] type
*** 2.1.1 Семейство: [[Steroid hormone receptor]]s
*** 2.1.2 Семейство: [[Thyroid hormone receptor]]-like factors
** 2.2 Класс: diverse Cys4 zinc fingers
*** 2.2.1 Семейство: [[GATA transcription factor|GATA-Factors]]
** 2.3 Класс: Cys2His2 zinc finger domain
*** 2.3.1 Семейство: Ubiquitous factors, includes [[TFIIIA]], [[Sp1]]
*** 2.3.2 Семейство: Developmental / cell cycle regulators; includes [[Krüppel]]
*** 2.3.4 Семейство: Large factors with NF-6B-like binding properties
** 2.4 Класс: Cys6 cysteine-zinc cluster
** 2.5 Класс: Zinc fingers of alternating composition
* 3 Надкласс: [[Спираль-поворот-спираль]]
** 3.1 Класс: [[Гомеодомен]]
*** 3.1.1 Семейство: Homeo domain only; includes [[Ubx]]
*** 3.1.2 Семейство: [[POU Семейство|POU domain]] factors; includes [[Octamer transcription factor|Oct]]
*** 3.1.3 Семейство: Homeo domain with LIM region
*** 3.1.4 Семейство: homeo domain plus zinc finger motifs
** 3.2 Класс: Paired box
*** 3.2.1 Семейство: Paired plus homeo domain
*** 3.2.2 Семейство: Paired domain only
** 3.3 Класс: [[FOX proteins|Fork head]] / [[Winged-helix transcription factors|winged helix]]
*** 3.3.1 Семейство: Developmental regulators; includes [[forkhead]]
*** 3.3.2 Семейство: Tissue-specific regulators
*** 3.3.3 Семейство: Cell-cycle controlling factors
*** 3.3.0 Семейство: Other regulators
** 3.4 Класс: [[Heat Shock Factor]]s
*** 3.4.1 Семейство: HSF
** 3.5 Класс: Tryptophan clusters
*** 3.5.1 Семейство: Myb
*** 3.5.2 Семейство: Ets-type
*** 3.5.3 Семейство: [[Interferon regulatory factors]]
** 3.6 Класс: TEA (transcriptional enhancer factor) domain
*** 3.6.1 Семейство: TEA ([[TEAD1]], [[TEAD2]], [[TEAD3]], [[TEAD4]])
* 4 Надкласс: beta-Scaffold Factors with Minor Groove Contacts
** 4.1 Класс: RHR (Rel homology region)
*** 4.1.1 Семейство: Rel/[[Ankyrin repeat|ankyrin]]; [[NF-kB|NF-kappaB]]
*** 4.1.2 Семейство: ankyrin only
*** 4.1.3 Семейство: NF-AT ('''N'''uclear '''F'''actor of '''A'''ctivated '''T'''-cells) ([[NFATC1]], [[NFATC2]], [[NFATC3]])
** 4.2 Класс: STAT
*** 4.2.1 Семейство: [[STAT protein|STAT]]
** 4.3 Класс: p53
*** 4.3.1 Семейство: [[p53]]
** 4.4 Класс: [[MADS-box|MADS box]]
*** 4.4.1 Семейство: Regulators of differentiation; includes ([[Mef2]])
**** 4.4.2 Семейство: Responders to external signals, SRF ([[serum response factor]]) ({{gene|SRF}})
** 4.5 Класс: beta-Barrel alpha-helix transcription factors
** 4.6 Класс: [[TATA binding protein]]s
*** 4.6.1 Семейство: TBP
*** 4.7.1 Семейство: [[SOX genes]], [[SRY]]
*** 4.7.2 Семейство: TCF-1 ([[HNF1A|TCF1]])
*** 4.7.3 Семейство: HMG2-related, [[Structure specific recognition protein 1|SSRP1]]
*** 4.7.5 Семейство: MATA
** 4.8 Класс: Heteromeric CCAAT factors
*** 4.8.1 Семейство: Heteromeric CCAAT factors
** 4.9 Класс: Grainyhead
*** 4.9.1 Семейство: Grainyhead
** 4.10 Класс: Cold-shock domain factors
*** 4.10.1 Семейство: csd
** 4.11 Класс: Runt
*** 4.11.1 Семейство: Runt
* 0 Надкласс: Другие факторы транскрипции
** 0.1 Класс: Copper fist proteins
** 0.2 Класс: HMGI(Y) ([[HMGA1]])
*** 0.2.1 Семейство: HMGI(Y)
** 0.3 Класс: Pocket domain
** 0.4 Класс: E1A-like factors
** 0.5 Класс: AP2/EREBP-related factors
*** 0.5.1 Семейство: [[Apetala 2|AP2]]
*** 0.5.2 Семейство: EREBP
*** 0.5.3 Надсемейство: [[B3 DNA binding domain|AP2/B3]]
**** 0.5.3.1 Семейство: ARF
**** 0.5.3.2 Семейство: ABI
**** 0.5.3.3 Семейство: RAV

=== Искусственные факторы транскрипции ===
Систему [[CRISPR]] можно адаптировать так, чтобы она действовала как транскрипционный фактор (crisprTF). Для этого CRISPR-ассоциированный белок, известный как [[Cas9]], изменяют так, чтобы он после связывания с ДНК больше не мог её расщепить. Затем к нему добавляют сегмент, который активирует или подавляет экспрессию генов путём модуляции транскрипционного механизма клетки<ref>{{cite doi|10.1016/j.cell.2013.02.022}}</ref><ref>{{cite doi|10.1021/sb400081r}}</ref><ref>{{cite doi|10.1016/j.cell.2013.06.044}}</ref><ref>{{cite doi|10.1038/nmeth.2600}}</ref>.
В отличие от транскрипционных факторов на базе [[цинковый палец|цинковых пальцев]] и {{iw|TAL-эффектор|TAL-эффектора|en|TAL effector}}, для узнавания ДНК системе CRISPR-Cas требуется только создание соответствующей последовательности РНК-«гида», а не создание новых белковых доменов фермента, что делает его гораздо более доступным благодаря дешевизне и простоте (вплоть до того что разработан набор правил — «грамматика» — описывающих, как спроектировать синтетический транскрипционный фактор (STFS) и программа для его автоматизированного проектирования<ref>{{cite doi|10.1021/sb400134k}}</ref>).

== См. также ==
* [[NPAS3]]
* [[Белки группы polycomb]]
* [[Регуляторная функция белков]]
* [[Лактозный оперон]]
* [[Oct-4]]

== Примечания ==
{{примечания}}

{{внешние ссылки}}
{{Транскрипция (биология)}}

[[Категория:Белки]]
[[Категория:Экспрессия генов]]
[[Категория:Факторы транскрипции| ]]