转录因子

转录因子

转录因子是细胞的蛋白质哨兵，它决定DNA 中众多基因中的某些特定基因在给定的时间内转录为mRNA 。细菌里面含有200~300种转录因子，而动物细胞包约含1000种。通过使DNA 和基本转录装置联系起来，转录因子决定了细胞的蛋白质结构。作为初级控制者，它们在细胞内浓度很低。其浓度很大程度上取决于具体的蛋白质、细胞类型和环境因素，根据经验法则，它的在浓度在n 摩尔(nM)浓度范围，细菌的每个细胞有1~1000个转录因子，在哺乳动物细胞中约有3610~10个。通常，低浓度转录因子只控制少数基因，高浓度的则相反。

转录因子激活DNA 转录 拓展：在分子生物学中，转录因子（Transcription factor ）是指能够结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质，这些蛋白质能调控其基因的转录。转录因子可以调控核糖核酸聚合酶（RNA 聚合酶，或叫RNA 合成酶）与DNA 模板的结合。转录因子一般有不同的功能区域，如DNA 结合结构域与效应结构域。转录因子不单与基因上游的启动子区域结合，也可以和其它转录因子形成转录因子复合体来影响基因的转录。 转录因子的调节是一个十分复杂的过程, 因为它取决于很多因素，其中最明显的是其他的DNA 结合蛋白(包括转录因RNA 聚合酶

转因录

子

子等)以及局部的染色体结构. 早期的体外实验认为DNA序列决定转录因子的装配顺序，但愈来愈多的证据显示转录的激活取决于大量的转录因子的相互作用。目前表观遗传学似乎对转录激活也扮演重要角色。

通常每个细胞只含大约10个四聚体，大多数转录因子有相似或者更高的浓度为每nM几十个或上百个。有趣的是，DNA非特定的吸引力使90%的乳糖抑制体被吸附在DNA周围，只有少数的溶解在细胞质内。这引发了一个重要的问题：与如此少量的随机波动是如何被生物细胞控制的？例如，如果这些转录因子是完全随机的，在细胞分裂时，如此少量的的转录因子可能使某些子细胞完全不含转录因子。

更多的的努力被投向了一直以来研究最多的蛋白质，如p53 ——一种出现在近50%的癌症中的转录因子。正如其他许多蛋白质一样，它的名字起源于它的最初表征凝胶，p53蛋白的分子量为53kDa。现在我们已经知道它的质量为43.7kDa，它缓慢的移动速度是笨重的脯氨酸残基造成的，但它的名字p53还是保留了下来。这些转录因子促使细胞程序性死亡来防止其继续增殖，抑制肿瘤的生长。它有自己的特征浓度约100 nM。转录因子通过与来自受体信号相互作用，来改变它们与DNA的结合属性，从而调整转录信息。癌细胞中DNA的变异改变p53与它控制的下游基因的结合属性，从而阻止细胞死亡，导致细胞不可控增殖。

肿瘤蛋白p53——P53与DNA结合

（扩展：p53为肿瘤抑制蛋白（也称为p53蛋白或p53肿瘤蛋白），属于最早发现的肿瘤抑制基因（或抑癌基因）之一。p53蛋白能调节细胞周期和避免细胞癌变发生。因此，p53蛋白被称为基因组守护者。p53蛋白借由许多不同的压力形式而激发其活性，其中包括但不仅仅局限于DNA损伤(包括UV, IR或化学物质如过氧化氢(hydrogen peroxide)所造成的损伤)，氧化压力(oxidative stress)，渗透压力(osmotic stress)，核糖核苷酸缺乏(nucleotide depletion) 和丧失调节癌基因表现能力。这些活性激发可由两个主要的事件得出。首先，在受到压力的细胞中，p53蛋白的半衰期(half-life) 会突然的增加，造成p53蛋白在细胞中的累积。再来则是构型变化(conformational change) 使得p53蛋白被激发成为转录调节因子(transcription regulator)。）

转录因子的数目和浓度能告诉我们什么呢？它对于我们分析转录因子分离的趋势、分析与DNA非特定连接和估计触发转录程序的响应时间有重要意义。