Co dělá promotora silným nebo slabým?
K síle nebo slabosti promotoru přispívá několik faktorů, které ovlivňují úroveň genové exprese, kterou může řídit. Zde jsou klíčové determinanty síly promotoru:
TATA Box: TATA box je kritický prvek sekvence DNA umístěný kolem -25 až -35 párů bází proti směru transkripce od místa startu transkripce. Slouží jako vazebné místo pro transkripční faktor II D (TFIID), který je součástí bazálního transkripčního aparátu. Silný promotor typicky obsahuje konsenzuální sekvenci TATA boxu (TATAAA), zajišťující účinnou vazbu TFIID a následné sestavení pre-iniciačního komplexu. Variace nebo absence TATA boxu mohou oslabit promotor.
Vazebné stránky transkripčního faktoru: Promotory obsahují vazebná místa pro různé transkripční faktory, což jsou proteiny, které regulují genovou expresi vazbou na specifické sekvence DNA. Přítomnost mnohočetných a vysoce afinitních vazebných míst pro klíčové transkripční faktory, zejména ty, které se podílejí na bazální a indukovatelné genové expresi, přispívá k síle promotoru. Uspořádání a blízkost těchto vazebných míst může také ovlivnit jejich kooperativitu a zvýšit aktivitu promotoru.
Architektura organizátora: Celková architektura a organizace regionu předkladatele hrají roli v jeho síle. Optimální rozestup mezi TATA boxem a místem začátku transkripce (typicky kolem 25-30 párů bází) je rozhodující pro účinnou funkci promotoru. Navíc přítomnost dalších regulačních prvků v promotoru, jako jsou zesilovače, tlumiče nebo upstream aktivační sekvence (UAS), může modulovat sílu promotoru.
Methylace DNA: Methylace DNA, zejména na CpG dinukleotidech v oblasti promotoru, může potlačit genovou expresi tím, že brání vazbě transkripčních faktorů a brání tvorbě pre-iniciačního komplexu. Hypermetylace promotoru je spojena s umlčením genu, zatímco hypometylace často koreluje se zvýšenou aktivitou promotoru.
Dostupnost transkripčního faktoru: Množství a aktivita transkripčních faktorů dostupných pro vazbu promotoru také ovlivňuje jeho sílu. Faktory, jako jsou posttranslační modifikace, subcelulární lokalizace a interakce s jinými regulačními proteiny, mohou ovlivnit schopnost transkripčních faktorů účinně se zapojit do promotoru a řídit genovou expresi.
Chromatinová struktura: Struktura chromatinu obklopující promotor ovlivňuje jeho dostupnost pro transkripční faktory a transkripční aparát. Euchromatin, který je méně kondenzovaný a dostupnější, usnadňuje aktivitu promotoru, zatímco heterochromatin, který je vysoce kondenzovaný a méně dostupný, může způsobit, že promotory nejsou aktivní.
Pochopení faktorů, které určují sílu promotoru, umožňuje výzkumníkům manipulovat a navrhovat promotory pro požadované úrovně genové exprese v aplikacích biotechnologie, syntetické biologie a genetického inženýrství.
