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細胞の「マスター調節因子」がどのように遺伝子発現のためにDNAにアクセスできるようにするか

転写因子として知られる細胞のマスター調節因子は、遺伝子発現のためにDNAをアクセスできるようにする上で重要な役割を果たします。彼らは、制御する遺伝子の近くにあることが多い調節要素と呼ばれる特定のDNA配列に結合することにより、これを達成します。転写因子がどのようにDNAにアクセスできるようにするかの概要は次のとおりです。

1。規制要素への拘束:

転写因子には、調節要素内の特定のヌクレオチド配列を認識して結合できるようにするDNA結合ドメインが含まれています。これらの調節要素には、プロモーター、エンハンサー、サイレンサー、および絶縁体が含まれ、それぞれが遺伝子発現の制御に役割を果たします。

2。タンパク質間相互作用:

DNAに結合すると、転写因子は他の転写因子、コアクチベーター、およびクロマチンリモデリング複合体と相互作用できます。これらの相互作用は、エンモンサンスソームまたは転写複合体と呼ばれるより大きなタンパク質複合体を形成します。

3。クロマチンリモデリング:

クロマチンは、細胞核内のDNAおよびタンパク質の高度に組織化された構造です。それは、凝縮された、アクセス不可能な状態(ヘテロクロマチン)またはよりリラックスしたアクセス可能な状態(エウクロマチン)のいずれかに存在する可能性があります。転写因子は、クロマチン構造を変更するクロマチンリモデリング複合体を動員し、DNAをよりアクセスしやすくします。

4。ヒストンの修飾:

クロマチンリモデリング複合体は、ヌクレオソームを形成するためにDNAをラップするタンパク質であるヒストンを修飾できます。これらの修飾には、アセチル化、メチル化、リン酸化、およびユビキチン化が含まれ、ヒストンの電荷と構造が変化します。

5。DNAループ:

転写因子は、遠い調節要素がプロモーターに近接しているDNAループを促進する可能性もあります。これにより、調節要素と転写機構の間の相互作用が可能になり、遺伝子発現が促進されます。

6。RNAポリメラーゼの動員:

DNAにアクセスできるようになると、転写因子はDNAをRNAに転写する酵素であるRNAポリメラーゼIIをリクルートします。転写複合体がプロモーター領域で集合し、転写開始が発生します。

7。遺伝子発現調節:

DNAのアクセシビリティを制御することにより、転写因子は遺伝子発現を調節します。彼らは、遺伝子がいつどこで発現されるかを決定し、適切な細胞機能、発達、環境の手がかりに対する反応を確保します。

要約すると、転写因子は、調節要素に結合し、他のタンパク質との相互作用、クロマチンのリモデリング、ヒストンの修飾、DNAルーピングの促進、RNAポリメラーゼのリクルートにより、遺伝子発現にDNAをアクセスできます。これらのプロセスにより、細胞は遺伝子発現のタイミング、位置、およびレベルを制御し、細胞の同一性と機能を形作ることができます。

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