Activator Binding to Regulatory SequencesEdit

DNA二重らせんの溝内では、塩基対の官能基が露出しています。 このように、DNAの配列は、水素結合、イオン結合、疎水性相互作用が可能な領域を含む、ユニークな表面形状のパターンを作り出します。 また、活性化剤は、DNAの官能基と相互作用することができる側鎖を持つアミノ酸の配列も特徴的である。 したがって、活性化因子タンパク質を構成するアミノ酸の側鎖のパターンは、結合するように設計された特定のDNA制御配列の表面の特徴と相補的であるだろう。 活性化因子タンパク質のアミノ酸とDNAの官能基との間の相補的な相互作用により、活性化因子とその制御DNA配列との間に「ぴったりとした」特異性が生まれる。

ほとんどの活性化因子は二重らせんの大溝に結合し、この部分は広くなる傾向があるが、中には小溝に結合するものもある。 原核生物では、複数の遺伝子が一緒に転写されることがあり（オペロン）、そのため同じ制御配列のもとで制御される。 真核生物では、遺伝子は個々に転写される傾向があり、それぞれの遺伝子は独自の制御配列によって制御されている。 活性化剤が結合する調節配列は、一般にプロモーターの上流に存在するが、真核生物では下流やイントロン内にも存在する。

遺伝子転写を促進する機能編集

活性化剤がその調節配列に結合すると、RNAポリメラーゼ活性を可能にすることで遺伝子転写を促進させることができる。

Recruitment Edit

アクチベーターが制御する遺伝子では、プロモーター領域に必要な転写機構を呼び込むために、アクチベーターが制御部位に結合する必要がある。

アクチベーターとRNAポリメラーゼの相互作用は原核生物ではほとんどが直接、真核生物では間接的なものである。 原核生物では、活性化因子はRNAポリメラーゼと直接接触して、プロモーターに結合するのを助ける傾向がある。

原核生物編

原核生物では、活性化因子によって制御される遺伝子は、それ自身ではRNAポリメラーゼと強く結合できないプロモーターを持っています。 そのため、アクチベータータンパク質はRNAポリメラーゼとプロモーターの結合を促進するのに役立つ。 これは、様々なメカニズムで行われる。 アクチベーターは、RNAポリメラーゼがより効果的に結合できるように、プロモーターをより露出させるために、DNAを曲げることがある。

EukaryotesEdit

真核生物において、活性化剤は遺伝子の転写を促進するために、様々な異なる標的分子を持っており、それらを勧誘することができる。

活性化因子には、他の転写因子や転写開始に必要な補因子を採用することができる。 真核生物ではDNAがより凝縮されているため、活性化因子は、プロモーターが転写装置によってより容易にアクセスできるように、クロマチンを再構築することができるタンパク質を採用する傾向がある。 いくつかのタンパク質は、プロモーター部位を露出させるために、DNAに沿ったヌクレオソームの配置を変更する（ATP依存性クロマチンリモデリング複合体）。 他のタンパク質は、翻訳後ヒストン修飾によってヒストンとDNAの結合に影響を与え、ヌクレオソームにしっかりと巻き付いたDNAを緩ませる。

これら採用した分子すべてが協力して、最終的にRNAポリメラーゼをプロモーター部位に呼び寄せる。

RNAポリメラーゼの放出 編集

活性化物質は、RNAポリメラーゼがプロモーターを越えてDNAに沿って進み、転写の開始を始めるように合図することによって、遺伝子の転写を促進させることができる。 RNAポリメラーゼは転写開始直後に停止することがあり、この「停止した」状態からRNAポリメラーゼを解放するために活性化剤が必要となる。 この「停止した」RNAポリメラーゼを解放するための機構は複数存在する。 活性化因子は、単にRNAポリメラーゼが動き続けるきっかけとなるシグナルとして作用する場合もある。 DNAが凝縮してRNAポリメラーゼが転写を続けられない場合、アクチベーターはDNAを再構築するタンパク質をリクルートして、ブロックが取り除かれるようにすることができる。 活性化因子はまた、RNAポリメラーゼが転写を続けるために必要な伸長因子の採用を促進することもある。

Activator ProteinsEdit

活性化因子は遺伝子の転写を促進する前にしばしば「オン」にされる必要がある。 活性化因子の活性は、活性化因子がDNAに沿ったその制御部位に結合する能力によって制御される。 活性化因子のDNA結合ドメインには活性型と非活性型があり、これらは活性化因子のアロステリック部位にアロステリック・エフェクターとして知られる分子が結合することによって制御されている。 不活性な場合、活性化剤はDNA中のその特定の調節配列に結合することができず、したがって遺伝子の転写に対して調節効果を持たない。

アロステリックエフェクターが活性化剤のアロステリック部位に結合すると、DNA結合ドメインの構造変化が起こり、これによりタンパク質がDNAに結合して遺伝子の転写を増加させることができる。

翻訳後修飾の編集

いくつかの活性化因子には、細胞内での活性に影響を与える翻訳後修飾を受けることができるものがある。 リン酸化、アセチル化、ユビキチン化などのプロセスが活性化因子の活性を制御することが確認されている。 翻訳後修飾は、付加される化学基や活性化因子自体の性質によって、活性化因子の活性を増加させたり減少させたりする。 例えば、アセチル化は、DNA結合親和性を高めるなどのメカニズムにより、活性化剤の活性を高めることが分かっている。 一方、ユビキチン化は活性化剤の活性を低下させる。ユビキチンはタンパク質がそれぞれの機能を果たした後に分解されるように印をつけるからである。 真核生物では、通常、複数の活性化物質が結合部位に集まり、転写を促進する作用を持つ複合体を形成している。 つまり、ある活性化因子が結合すると、その部位に別の活性化因子（場合によっては別の転写調節因子）が結合する親和性が高くなり、複数の活性化因子がその部位に結合しやすくなるのである。 このような場合、活性化剤は互いに相乗的に作用し、複数の活性化剤が一緒に働くことで得られる転写速度は、活性化剤が個別に働く場合の相加効果よりもはるかに高くなることを意味している

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