Transcription Factors 1-Group 8
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植物转录因子的功能和调控机制转录是生物体内产生蛋白质的基本过程之一。
在该过程中,转录因子(transcription factors,简称TFs)被认为是关键调节因子。
植物中,TFs扮演着调节种子萌发、生长发育、环境响应等多个生命过程的重要角色。
本文旨在介绍植物转录因子的功能与调控机制。
一、植物转录因子类型TFs可分为DNA结合转录因子家族(DNA binding transcription factor families)和调节转录因子家族(regulatory transcription factor families)两大类。
其中,DNA结合转录因子家族是指通过特定DNA序列与基因组DNA结合,调节启动子区域转录的转录因子。
调节转录因子家族则通过与DNA结合转录因子相互作用,调节启动子区域转录,影响细胞的反应和代谢。
DNA结合转录因子家族包括基回归因子(WRKY)、黄素响应因子(MYB)、核盘层素G盒(NAC)、拟南芥A-响应调节因子(ARF)、转录因子ATAF/NCES/MYB(ANM)、MADS-box、AP2/EREBP和突变体农杆菌激活的转录因子(ABRE)。
调节转录因子家族包括拟南芥共同上调转录激活因子(ATAF1)、强启动子(35S-Promoter,P35S)活化蛋白与转录激活因子、一氧化氮响应因子(NRF)及其它。
二、植物转录因子的功能1. 萌发发育相较于动物,在植物中调控种子萌发发育的转录因子比较多。
比如,MPK3/6、WRKY2、ABA-响应因子(ABF)等都与种子萌发、幼苗发育相关。
MPK3/6通过调控酪氨酸磷酸酶(Oxidative Phosphorylation,OxPhos)的活性,促进酸水解酶的表达而参与小麦种子萌发;WRKY2显然影响胚轴的发育,打破抗氧化酶缺乏对胚芽形态和胚轴发育发挥的影响。
ABF通过ABA的信号转导途径,参与诱导胚拔出、促进开花等生命过程。
1. DNA annealing: DNA 退火热变性的核酸经缓慢降温后的复性过程。
2. Kornberg Enzyme :科恩伯格酶,科恩伯格等(1956)在大肠杆菌提取液中发现的DNA聚合酶,在Mg++ 、模板DNA 与引物DNA 存在下,能从 4 种三磷酸脱氧核糖核苷中游离出焦磷酸,合成与模板DNA 互补的DNA 链。
该酶具有3′→ 5核′酸外切酶活性和5′→核3′酸外切酶活性。
3. Klenow fragment: :Klenow 片段, E.coli DNA 聚合酶I 经胰蛋白酶或枯草杆菌蛋白酶部分水解生成的 C 末端605 个氨基酸残基片段。
该片段保留了DNA 聚合酶I 的5ˊ -3 ˊ聚合酶和3ˊ -5ˊ外切酶活性,但缺少完整酶的5ˊ-3ˊ外切酶活性。
4. Nucleotide excision repair(NER): 核酸切除修复,切除DNA 一条链上受损伤片段,以其互补链为模板合成正常DNA 片段修复DNA 损伤。
5. Base excision repair(BER): 碱基切除修复,DNA 碱基修复机制的一种。
受损DNA 通过不同酶的作用切除错误碱基后,由一系列的酶加工进行正确填补而恢复功能。
6. Primase:引发酶,一种依赖于DNA 的RNA 聚合酶,其功能是在DNA 复制过程中先合成一段RNA 引物,在这引物上延伸新合成的DNA 片段。
不同于在DNA 转录中起作用的RNA 聚合酶。
7. Upstream of gene:基因的上游,转录起点之前的序列,如起始密码在编码区上游。
Downstream of gene: 基因的下游,基因上沿着表达方向的序列,如编码区在起始密码的下游。
8. TAF1s/TAFIIs: 转录激活因子I 和转录激活相关因子。
9. Trp operon: 色氨酸操纵子,负责色氨酸的生物合成,当培养基中有足够的色氨酸时,这个操纵子自动关闭,缺乏色氨酸时操纵子被打开,trp 基因表达,色氨酸或与其代谢有关的某种物质在阻遏过程(而不是诱导过程)中起作用。
HEREDITAS (Beijing)2008年7月, 30(7): 821―830 ISSN 0253-9772 综 述收稿日期: 2007−12−04; 修回日期: 2008−02−15基金项目:国家自然科学基金项目(编号: 30370773)资助[Supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 30370773)]作者简介:王勇(1965−), 男, 浙江人, 副研究员, 博士研究生, 研究方向: 昆虫生物信息学。
E-mail: ywang@姚勤(1961−), 女, 安徽人, 研究员, 研究方向: 昆虫病毒分子生物学。
E-mail: yaoqin@ 王勇、姚勤同为第一作者。
通讯作者:陈克平(1962−), 男, 安徽人, 博士, 研究员, 博士生导师, 研究方向: 昆虫分子生物学、昆虫生物信息学。
E-mail: kpchen@DOI: 10.3724/SP.J.1005.2008.00821bHLH 转录因子家族研究进展王勇1, 陈克平2, 姚勤21 江苏大学食品与生物工程学院, 镇江 212013;2 江苏大学生命科学研究院, 镇江 212013摘要: bHLH 转录因子在真核生物生长发育调控中具有重要作用, 它们组成了转录因子的一个大家族。
已经有20种生物基因组中bHLH 家族的成员得到鉴定, 其中动物17种、植物2种、酵母1种。
动物bHLH 因其调控基因表达的功能不同而被分成45个家族; 此外, 根据它们所作用DNA 元件和自身结构特点又被分成6个组。
A 组包含22个家族, 主要调控神经细胞生成、肌细胞生成和中胚层形成; B 组包含12个家族, 主要调控细胞增殖与分化、固醇代谢与脂肪细胞形成以及葡萄糖响应基因的表达; C 组包含7个家族, 主要负责调控中线与气管发育和昼夜节律、激活环境毒素响应基因的转录; D 组只有1个家族, 它与A 组bHLH 蛋白形成无活性的异源二聚体; E 组有2个家族, 调控胚胎分节、体节形成与器官发生等; F 组也只有1个家族, 调控头部发育、嗅觉神经元生成等。