啟動子:讀取從這裡開始
轉錄由一種叫RNA聚合酶的酶來完成,它沿著基因滑動並把它抄錄成信使RNA。但聚合酶不能隨便落在哪裡就開始讀取——那樣會抄出亂碼,或從基因中間起步。因此每個基因都有一個啟動子:位於基因上游的一段特定DNA序列,既像著陸平台又像起跑線。啟動子告訴機器一個基因從“哪裡”開始、以及朝哪個方向讀。
啟動子是一類調控序列——這段DNA本身不是蛋白質的食譜,而是控制鄰近基因如何被使用。強啟動子容易招募聚合酶,基因就被頻繁讀取;弱啟動子則較難啟動。無論如何,啟動子決定“哪裡”;下一個問題是“要不要”。
轉錄因子:做決定的人
一個基因是否真的被讀取,很大程度上由叫做轉錄因子的蛋白質決定。它們能結合到基因附近的特定DNA序列上,或幫助聚合酶起步、或將其阻擋。把啟動子想成一扇門、把聚合酶想成客人:轉錄因子就是那些決定開門、扶門還是攔門的門衛。
轉錄因子是信號轉化為行動的途徑。比如一種激素能把某個轉錄因子切換成活性構象;這個活化的因子隨後找到它的靶基因並將其上調。由於每種轉錄因子識別特定序列,細胞便能編排整套程序:一個因子可以同時開啟數十個共享同一結合位點的基因。有些因子離基因很遠,要通過一段會折疊回來的DNA——增強子——才能觸及它,這將在下一篇中展開。
把它們串起來
- RNA聚合酶需要一個起點——啟動子標出了它。
- 轉錄因子結合在附近,或招募、或排斥聚合酶。
- 若激活型因子佔上風,聚合酶啟動,基因被轉錄。
- 改變在場的因子,就改變了哪些基因開啟——這就是調控。