转录因子(transcription factor)
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想象一座巨大的图书馆,每一本书都是一个基因,而大多数都合着。转录因子就像一位见多识广的图书管理员,径直走到某一个书架前,靠书脊上印着的一个代码认出某一本特定的书,然后或者把它撑开供人阅读,或者把它砰地合上。它自己并不读这本书——它决定的是阅读机器能不能在那里开工。
更确切地说,转录因子是一种蛋白质,它结合到DNA上一段特定的短序列,借此把附近基因的转录调高或调低。一个典型的转录因子由两个功能部件组成:一个DNA结合域,也就是那块成形的表面,用来读取并抓住某一段特定的DNA序列(往往六到十个字母长);还有一个激活域(对抑制因子来说则是抑制域),这部分负责跟其余的转录机器对话,说“到这儿来开工”或者“别靠近”。DNA结合域给了因子一个地址;激活域给了它一个动词。常见的DNA结合形状有几个你会反复遇到的名字——螺旋-转角-螺旋、锌指、亮氨酸拉链——每一种都是把蛋白质嵌入DNA沟槽的不同方式。
转录因子是细胞的总开关。人类基因组里编码着远超一千种转录因子,某个细胞里有哪些、激活了哪些、以什么组合存在,很大程度上决定了那个细胞是肝细胞而不是神经元。它们也是来自细胞外信号最终的落脚点:一个激素或生长信号常常以开启某个转录因子作为旅程的终点,而这个因子随即改变哪些基因被读取。一个值得记住的提醒:“转录因子”一词有广义(任何影响转录的蛋白质)也有狭义(这里描述的序列特异性调控蛋白);日常用法里它通常指序列特异性的那一类。
蛋白质p53就是一个转录因子:当DNA受损时,它积累起来,结合到数十个基因附近它的目标DNA序列上,开启那些能让细胞周期暂停或触发细胞死亡的基因。一旦p53失去功能——这在超过一半的人类癌症里都会发生——这套保护程序就再也不会启动。
两个部件,一项工作:DNA结合域找到基因,激活域拨动开关。
不要把序列特异性转录因子(这里说的调控蛋白)和通用转录因子(TFIID那一类)混为一谈,后者是基础机器在每个启动子上都需要的。两者都叫“转录因子”,干的活却很不一样。