多細胞生物のすべての細胞は、その完全なゲノムを1つまたは複数のコピーで核内に有している。
しかし、特定の細胞では、固有の遺伝子セットのみが転写され、生物内の他の細胞との間で細胞の個性を定義している。
また、多くの遺伝子は特定の時期にしか転写されません。
遺伝子が転写されると、RNAが生成され、それがタンパク質に翻訳される。
細胞の働きに特定のタンパク質が必要なとき、そのタンパク質をコードする遺伝子が転写される。
したがって、その遺伝子は「オン」になっていると考えられる。
遺伝子がオフになると、転写は停止する。
遺伝子発現の制御には、いくつかのメカニズムが関与している。
真核細胞における遺伝子発現の調節は、転写因子（TF）と呼ばれる一群のタンパク質に依存している。
また、転写因子以外にも、クロマチン修飾、RNAスプライシング、siRNA制御機構、細胞シグナル伝達なども真核生物の遺伝子発現制御を担っている。
この記事では、次のようなことを見ている。
- 転写因子とは
- 転写因子はどのようにDNAに結合するのか？
転写因子とは
転写因子とは、ある遺伝子がRNAに転写されるかどうかを決定することで、遺伝子の活性を制御するタンパク質分子です。
RNAポリメラーゼは、DNAを鋳型としてRNAを合成する触媒酵素です。
転写因子は、RNAポリメラーゼがいつ、どこで、どれだけ効率よく機能するかを決定することにより、RNAポリメラーゼの働きを制御している。
したがって、転写因子は、遺伝子の発現を高める活性化因子として作用する場合と、遺伝子の発現を低下させる抑制因子として作用する場合があります。
転写因子には、一般因子、上流因子、誘導性因子の3種類があります。
一般転写因子は、コード遺伝子の転写を開始するのに必要な因子である。
一般転写因子によって形成される転写開始複合体は、基底転写装置と呼ばれる。
上流転写因子は、転写開始点の上流に位置する特定の短いコンセンサスエレメントの認識に関与している。
誘導因子は上流転写因子と同様に機能し、応答配列に結合することでさらに遺伝子発現を制御する。
アクチベーターが転写に及ぼす機能を図1に示す。
図1：転写因子の役割
転写因子について説明したが、次に、転写因子がどのようにDNAに結合するのかを見てみよう。
転写因子はどのようにDNAに結合するのか？
転写因子は、複数のサブユニットで構成される複合体として機能する多様なタンパク質ファミリーに属している。
転写因子は、プロモーター配列のTATAボックスの上流に存在するシス制御DNA配列またはモチーフに直接結合する。
これらのモチーフは通常、約6から10塩基対の長さです。
転写因子はまた、転写に影響を与えるエンハンサーまたはサイレンサーにも結合する。
エンハンサーは、遺伝子の上流、下流、イントロン内など、遺伝子の近くに存在する。
エンハンサーは遺伝子の発現を促進し、サイレンサーは遺伝子の発現を抑制する。
転写因子は、DNAとの結合に伴い、立体構造を変化させる。
転写因子とプロモーターの複合体、およびエンハンサーはRNAポリメラーゼIIをリクルートする。
転写因子の影響は、転写因子複合体全体の影響により、正にも負にもなる。
転写因子は複数の機能ドメインからなり、配列モチーフの他、co-activatorと呼ばれる他の転写因子、RNAポリメラーゼII、クロマチンリモデリング複合体、small non-coding RNAと結合する。
2つの転写因子がDNA鎖上の隣接する2つのモチーフに結合して2量体を形成し、DNAを曲げる。
この過程は、遺伝子活性化過程の一部と考えられている。
また、クロマチン構造によって、コアクチベータは互いに結合することができる。
いくつかの転写因子は、他のタンパク質の助けを借りて、異なるプロモーターとエンハンサーの間で繋留要素として働く。
真核生物の転写活性化因子複合体を図2に示す。
図2：転写活性化因子複合体
遺伝子発現の活性化だけでなく、遺伝子発現の抑制に関与する転写因子もあります。
抑制因子は、遺伝子発現を活性化する一般的な転写因子を阻害する可能性がある。
多くの転写因子は多くの遺伝子発現を制御することができるが、少数の転写因子は特定の遺伝子発現のみを制御することができる。
転写因子は生物の発生に関わるほとんどの遺伝子の発現を制御しているため、転写因子遺伝子の発現に異常があると生物の不規則な発生を引き起こす可能性がある。
結論
転写因子は真核生物の遺伝子発現を制御している。
転写の開始は、転写因子によって支配されている。
このような転写因子は活性化因子と呼ばれる。
この種の転写因子は活性化因子と呼ばれ、遺伝子をオンにする。
また、転写因子は転写を活性化する以外に、遺伝子発現を抑制することもできる。
遺伝子は、抑制因子が結合することにより、その発現が抑制される。
転写因子は、プロモーター領域の調節因子に結合する。
遺伝子の活性化の際には、転写因子はエンハンサー領域にも結合し、ループを形成してRNAポリメラーゼIIをリクルートして、転写を開始する。
リプレッサーは、一般の転写因子がDNAの調節要素に結合するのを阻害する。
2. “転写因子”. Atlas of Genetics and Cytogenetics in Oncology and Haematology（腫瘍学と血液学における遺伝学と細胞遺伝学のアトラス）. N.p., n.d. Web. 22 May 2017.
3. “転写因子”. カーンアカデミー。
