Warum verstärken die meisten Transkriptionsfaktoren die Expression, anstatt sie zu unterdrücken?

Man kann die Wirkungen von Transkriptionsfaktoren (TF) auf die Genexpression in zwei Typen einteilen: Sie verstärken oder unterdrücken die Genexpression.

Mir wurde immer gesagt, dass die meisten Transkriptionsfaktoren eher die Genexpression verstärken als die Genexpression zu unterdrücken. Unter der Annahme, dass dies zutrifft , ist meine Frage, warum Aktivatoren häufiger sind als Repressoren? . Gibt es dafür zum Beispiel eine mechanistische Erklärung (die Verbesserung kostet weniger Energie oder der Verbesserungspfad ist einfacher zu entwickeln)?

Aus Wikipedia

Während Aktivatoren durch Enhancer-Bindung direkt oder indirekt mit der Kernmaschinerie der Transkription interagieren können, rekrutieren Repressoren vorwiegend Co-Repressor-Komplexe, was zu einer transkriptionellen Repression durch Chromatin-Kondensation von Enhancer-Regionen führt.

Die Mechanismen sind unterschiedlich und es klingt nach einer wahrscheinlichen Ursache für die Überrepräsentation der Verstärkungsfunktion von Transkriptionsfaktoren in Genomen, aber es ist mir nicht klar, warum Aktivatoren und Repressoren unterschiedliche Mechanismen verwenden müssen, und es ist mir auch nicht klar, warum diese unterschiedlichen Mechanismen würde zu einem anderen Verhältnis von Repressoren zu Aktivatoren führen als 1 2 .

Haben Sie eine Referenz für diese Behauptung? Denken Sie auch daran, dass allein das Fehlen eines Aktivators repressiv sein kann. Mit anderen Worten, ein Mechanismus zur Unterdrückung der Genexpression besteht darin, den Aktivator nicht zu exprimieren.
Sie fallen nicht in klare Gruppen. Ein Transkriptionsfaktor kann ein Gen aktivieren und ein anderes unterdrücken. Entweder durch Bindung an seine regulatorische Region oder durch Hochregulierung eines anderen Suppressors (was ein sekundärer Effekt wäre).
Nein leider nicht. Aber da ich das mehrmals gehört habe, hatte ich irgendwie das Gefühl, dass dies allgemein bekannt ist. "Das Fehlen eines Aktivators kann repressiv sein". Das klingt für mich seltsam. Ist das nicht nur eine Frage der Relativität? Der Punkt ist, dass Aktivatoren immer noch häufiger sind als Repressoren (vorausgesetzt, das stimmt) und warum also? Ist es einfacher, einen Aktivator als einen Unterdrücker zu entwickeln?
@Chris Oh guter Punkt! Aber immer noch sind die meisten Funktionen repressiv (vorausgesetzt, das stimmt), also bleibt die Frage bestehen. Wenn es nicht allgemein bekannt ist, dass Aktivatoren häufiger sind als Repressoren, sollte ich vielleicht zuerst eine Frage dazu stellen, um sicherzustellen, dass meine Annahme richtig ist.
Wenn ich eine Hypothese aufstelle, würde ich sagen, dass dies auf unterschiedliche Kontrollwege zurückzuführen ist. Sie können Gene auf ziemlich sensible Weise anschalten (fein reguliert und nur wenige gleichzeitig mit vielen Regulatoren). Sie können dann verschiedene Schaltungen verwenden, um die Abregelung zu regeln.
Erwähnenswert ist auch, dass dasselbe Protein in Abhängigkeit von posttranslationalen Modifikationen dasselbe Gen direkt aktivieren oder unterdrücken kann.
Ich habe meinen Beitrag nach Ihren Kommentaren zur Kategorisierung von TF in Gruppen bearbeitet. Ich habe jetzt darauf geachtet, dass ich die Funktion/Tätigkeit/Rolle einer TF kategorisiert habe und nicht die TF an sich. Es mag noch einige Fälle geben, die sich nicht so einfach in eine meiner beiden Schubladen fallen lassen, aber ich denke, dass es im Allgemeinen eine gute Kategorisierung bietet.
@Remi.b Dies ist eher meinungsbasiert. Es gibt Situationen, in denen repressive Kontrolle günstig ist, und andere, in denen Aktivierung besser ist. Sie müssen wirklich Details hinzufügen und auch die Referenz für angeben Repressors < Activators.
Auch ich habe die Aussage „TFs verbessern im Allgemeinen den Ausdruck“ gehört, aber es sollte eher so lauten wie „TFs arbeiten daran, den korrekten Ausdruck durch Unterdrückung oder Ausdruck zu verbessern“.

Antworten (1)

Ich kann diese Frage nur auf der Grundlage von Vermutungen beantworten, da ich mir Ihrer Behauptung, dass es mehr Aktivatoren als Repressoren gibt, nicht wirklich sicher bin. Betrachten Sie dies also als erweiterten Kommentar.

Während Aktivatoren durch Enhancer-Bindung direkt oder indirekt mit der Kernmaschinerie der Transkription interagieren können, rekrutieren Repressoren vorwiegend Co-Repressor-Komplexe, was zu einer transkriptionellen Repression durch Chromatin-Kondensation von Enhancer-Regionen führt

Nicht wirklich wahr. Ein Repressor kann einfach auf dem Promotor sitzen und verhindern, dass RNAP an diesen bindet.

Abstrakt

Transkriptionsrepressoren werden üblicherweise als Proteine ​​angesehen, die auf eine Weise an Promotoren binden, die die nachfolgende Bindung von RNA-Polymerase verhindern. Obwohl dieser Repressionsmechanismus bei mehreren Promotoren gefunden wird, gibt es eine wachsende Liste von Repressoren, die die Initiierung der Transkription auf andere Weise hemmen. Beispielsweise ermöglichen mehrere Repressoren die gleichzeitige Bindung von RNA-Polymerase an den Promotor, stören jedoch nachfolgende Ereignisse des Initiationsprozesses und hemmen schließlich die Initiation der Transkription. Die jüngste Zunahme der Anzahl von Repressoren, für die der Repressionsmechanismus im Detail charakterisiert wurde, hat eine erstaunliche Vielfalt von Strategien gezeigt, um die Initiierung der Transkription zu unterdrücken.

Einige Begründung dafür, warum die Nummernaktivatoren mehr wären:

Eine Netzwerkperspektive:

Nehmen wir an, dass Gen- A irgendwie die Unterdrückung von Gen- B verursacht . Diese Repression kann entweder direkt ( A ist ein Repressor von B ) oder indirekt über einige andere Gene erfolgen. Bei der indirekten Regulierung braucht man nur einen Repressor im Netzwerkpfad A → B , um letzteren zu unterdrücken.

Alle repressiven Pfade würden also minimal nur einen Repressor erfordern, alle anderen Schritte auf dem Pfad können Aktivierung sein; während Sie in einem Aktivierungspfad 'n' Aktivatoren für 'n' Schritte benötigen würden .

Posttranskriptionelle Regulation:

Wenn Sie nun die posttranskriptionelle Regulation einbeziehen, finden Sie eine größere Anzahl von Repressoren: miRNAs (2588 beim Menschen gemeldet: miRbase-21) und auch viele Proteine ​​(für ein Beispiel siehe hier ). Die meisten Fälle von Ereignissen, die zu einer Translationsaktivierung führen, sind tatsächlich Derepression. Es ist in gewisser Weise logisch, weil eine mRNA ein temporäres Produkt ist; es sollte standardmäßig kein zusätzliches Signal erfordern, um mit der Produktion von Proteinen zu beginnen.

Vielen Dank. Ich schätze diese Spekulationen auf der Grundlage meiner nicht referenzierten Aussage. Ihre Erklärungen machen ziemlich intuitiv Sinn.
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