プリンキピア

第16章遺伝子発現

Turning Genes Off: Transcriptional Repressors遺伝子をオフにする：転写リプレッサー

Like prokaryotic cells, eukaryotic cells also have mechanisms to prevent transcription. Transcriptional repressors can bind to promoter or enhancer regions and block transcription. Like the transcriptional activators, repressors respond to external stimuli to prevent the binding of activating transcription factors.
原核細胞と同様に、真核細胞にも転写を妨げる仕組みがある。転写リプレッサーは、プロモーター領域やエンハンサー領域に結合して、転写を阻害できる。転写アクチベーターと同様に、リプレッサーは外部からの刺激に応答し、活性化を担う転写因子の結合を妨げる。

Section Summaryこの節のまとめ

To start transcription, general transcription factors, such as TFIID, TFIIB, and others, must first bind to the TATA box and recruit RNA polymerase to that location. Additional transcription factors may also bind to other regulatory elements at the promoter to increase or prevent transcription. In addition to promoter sequences, enhancer regions help augment transcription. Enhancers can be upstream, downstream, within a gene itself, or on other chromosomes. Specific transcription factors bound to enhancer regions may either increase or prevent transcription.
英語のヒント
転写を開始するには、まずTFIIDやTFIIBなどの一般転写因子がTATAボックスに結合し、そこにRNAポリメラーゼを呼び寄せなければならない。ほかの転写因子がプロモーターの別の調節エレメントに結合し、転写を増やしたり妨げたりすることもある。プロモーター配列に加えて、エンハンサー領域も転写の増強を助ける。エンハンサーは、遺伝子の上流、下流、遺伝子自体の内部、あるいは別の染色体上に存在することがある。エンハンサー領域に結合する特異的転写因子は、転写を増やすことも妨げることもある。

Review Questions確認問題

Exercises 18–20練習問題 18–20
Exercise 18問題 18
The binding of ________ is required for transcription to start.
転写の開始には、________の結合が必要である。
  1. a protein
    タンパク質
  2. DNA polymerase
    DNAポリメラーゼ
  3. RNA polymerase
    RNAポリメラーゼ
  4. a transcription factor
    転写因子
Solution解き方
C
C
Exercise 19問題 19
What will result from the binding of a transcription factor to an enhancer region?
転写因子がエンハンサー領域に結合すると、どのような結果が生じるか。
  1. decreased transcription of an adjacent gene
    隣接する遺伝子の転写が減る
  2. increased transcription of a distant gene
    離れた場所にある遺伝子の転写が増える
  3. alteration of the translation of an adjacent gene
    隣接する遺伝子の翻訳が変化する
  4. initiation of the recruitment of RNA polymerase
    RNAポリメラーゼの呼び寄せが始まる
Solution解き方
B
B
Exercise 20問題 20
A scientist compares the promoter regions of two genes. Gene A’s core promoter plus proximal promoter elements encompasses 70bp. Gene B’s core promoter plus proximal promoter elements encompasses 250bp. Which of the scientist’s hypotheses is most likely to be correct?
英語のヒント
ある科学者が、二つの遺伝子のプロモーター領域を比較している。遺伝子Aのコアプロモーターとプロモーター近傍エレメントを合わせた範囲は70 bpである。遺伝子Bでは、その範囲は250 bpである。この科学者の仮説として、最も正しい可能性が高いものはどれか。
  1. More transcripts will be made from Gene B.
    遺伝子Bからの方が、多くの転写産物が作られる。
  2. Transcription of Gene A involves fewer transcription factors.
    遺伝子Aの転写に関与する転写因子の数は、より少ない。
  3. Enhancers control Gene B’s transcription.
    遺伝子Bの転写はエンハンサーによって制御される。
  4. Transcription of Gene A is more controlled than transcription of Gene B.
    遺伝子Aの転写は、遺伝子Bの転写よりも強く制御される。
Solution解き方
B
B

Critical Thinking Questions考察問題

Exercises 21–23練習問題 21–23
Exercise 21問題 21
A mutation within the promoter region can alter transcription of a gene. Describe how this can happen.
プロモーター領域内の変異は、遺伝子の転写を変化させることがある。それがどのように起こるかを説明せよ。
Solution解き方
A mutation in the promoter region can change the binding site for a transcription factor that normally binds to increase transcription. The mutation could either decrease the ability of the transcription factor to bind, thereby decreasing transcription, or it can increase the ability of the transcription factor to bind, thus increasing transcription.
英語のヒント
プロモーター領域の変異によって、通常は結合して転写を増やす転写因子の結合部位が変わることがある。この変異により、転写因子が結合しにくくなって転写が減る場合もあれば、結合しやすくなって転写が増える場合もある。
Exercise 22問題 22
What could happen if a cell had too much of an activating transcription factor present?
細胞内に転写を活性化する転写因子が多すぎるほど存在した場合、何が起こりうるか。
Solution解き方
If too much of an activating transcription factor were present, then transcription would be increased in the cell. This could lead to dramatic alterations in cell function.
転写を活性化する転写因子が多すぎるほど存在すれば、その細胞では転写が増えると考えられる。これは細胞の機能を大きく変化させる可能性がある。
Exercise 23問題 23
A scientist identifies a potential transcription regulation site 300bp downstream of a gene and hypothesizes that it is a repressor. What experiment (with results) could he perform to support this hypothesis?
英語のヒント
ある科学者が、遺伝子の300 bp下流に転写調節部位の候補を見つけ、それがリプレッサーであるという仮説を立てた。この仮説を支持するために、どのような実験を行い、どのような結果を得ればよいか。
Solution解き方
The easiest way to test his hypothesis would be to mutate the site in a cell, and monitor levels of the mRNA transcript made from the gene. If the levels of transcript increase in the mutated cell, then the site was repressing transcription.
英語のヒント
この仮説を検証する最も簡単な方法は、細胞内のその部位に変異を起こし、その遺伝子から作られるmRNA転写産物の量を調べることである。変異を起こした細胞で転写産物の量が増えれば、その部位が転写を抑制していたことになる。
cis-acting element
シス作用エレメント
transcription factor binding sites within the promoter that regulate the transcription of a gene adjacent to it
プロモーター内にある転写因子の結合部位で、その隣の遺伝子の転写を調節する。
enhancer
エンハンサー
segment of DNA that is upstream, downstream, perhaps thousands of nucleotides away, or on another chromosome that influence the transcription of a specific gene
特定の遺伝子の転写に影響するDNAの部分。遺伝子の上流や下流にあり、数千ヌクレオチド離れていることも、別の染色体上にあることもある。
trans-acting element
トランス作用エレメント
transcription factor binding site found outside the promoter or on another chromosome that influences the transcription of a particular gene
プロモーターの外、または別の染色体上に存在し、特定の遺伝子の転写に影響する転写因子の結合部位。
transcription factor binding site
転写因子結合部位
sequence of DNA to which a transcription factor binds
転写因子が結合するDNA配列。