Фактори транскрипції: визначення поняття, коротка характеристика

У всіх організмів (виняток становлять деякі віруси) реалізація генетичного матеріалу відбувається за системою ДНК-РНК-білок. На першому етапі інформація переписується (транскрибується) з однієї нуклеїнової кислоти на іншу. Білки, які регулюють цей процес, називаються факторами транскрипції.

Що таке транскрипція

Транскрипція являє собою біосинтез молекули РНК на основі ДНК-матриці. Це можливо завдяки комплементарності певних азотистих підстав, що входять до складу нуклеїнових кислот. Синтез здійснюється спеціалізованими ферментами - РНК-полімеразами і контролюється безліччю регуляторних білків.

Транскрибується не відразу весь геном, а лише певна його ділянка, звана транскриптоном. До складу останнього входять промотор (місце приєднання РНК-полімерази) і термінатор (послідовність, що активує завершення синтезу).

Транскриптон прокаріот являє собою оперон, що складається з декількох структурних генів (цистронів). На його основі синтезується поліцистронна РНК, що містить інформацію про амінокислотну послідовність групи функціонально споріднених білків. У транскриптон еукаріот входить тільки один ген.

Біологічна роль процесу транскрипції полягає у формуванні матричних послідовностей РНК, на підставі якої в рибосомах здійснюється білковий синтез (трансляція).

Синтез РНК у прокаріотів і еукаріотів

Схема синтезу РНК однакова для всіх організмів і включає 3 стадії:

• Ініціація - приєднання полімерази до промотору, активація процесу.
• Елонгація - нарощування нуклеотидного ланцюга в напрямку від 3'до 5'кінця із замиканням фосфодіефірних зв'язків між азотистими підставами, які підбираються комплементарно мономерам ДНК.
• Термінація - завершення процесу синтезу.

У прокаріотів всі види РНК транскрибуються однією РНК-полімеразою, що складається з п'яти протомерів (лід, ­ ­ ­ і двох суб'єдиниць ­), які в сукупності утворюють кор-фермент, здатний нарощувати ланцюг рібонуклеотидів. Є ще додаткова одиниця, без якої неможливе приєднання полімерази до промотору. Комплекс з кора і сигма-фактора називається холоферментом.

Несмотря на то, что субъединица не всегда ассоциирована с кором, она считается частью РНК-полимеразы. У дисоційованому стані сигма не здатна зв'язуватися з промотором, - тільки в складі холоферменту. Після завершення ініціації цей протомер відокремлюється від кора, замінюючись фактором елонгації.

Особливістю прокаріот є поєднання процесів трансляції та транскрипції. До початку синтезуватися РНК тут же приєднуються рибосоми і будують амінокислотний ланцюг. Зупинка транскрипції відбувається за рахунок утворення шпилічної структури в області термінатора. На цьому етапі комплекс ДНК-полімеразу-РНК розпадається.

У клітинах еукаріот транскрипція здійснюється трьома ферментами:

• РНК-полімераза l - синтезує 28S і 18S-рибосомальні РНК.
• РНК-полімераза ll - транскрибує гени, кодуючі білки і малі ядерні РНК.
• РНК-полімераза lll - відповідає за синтез тРНК і 5S рРНК (мала суб'єдниця рибосом).

Жоден з цих ферментів не здатний ініціювати транскрипцію без участі специфічних білків, що забезпечують взаємодію з промотором. Суть процесу така ж, як і у прокаріотів, але кожен етап протікає значно складніше за участю більшого числа функціональних і регуляторних елементів, у тому числі хроматин-модифікуючих. Тільки на стадії ініціації задіяно близько сотні білків, включаючи ряд транскрипційних факторів, тоді як у бактерій для зв'язку з промотором достатньо однієї суб'єдиниці сигма і іноді потрібна допомога активатора.

Найважливіший внесок біологічної ролі транскрипції в процесах біосинтезу різних типів білків визначає необхідність існування суворої системи контролю зчитування генів.

Регуляція транскрипції

У жодній клітці генетичний матеріал не реалізується в повному обсязі: транскрибується тільки частина генів, а решта неактивні. Це можливо завдяки складним механізмам регуляції, що визначають, з яких ділянок ДНК і в якій кількості синтезуватимуться РНК-послідовності.

У одноклітинних організмів диференційна активність генів має адаптивне значення, тоді як у багатоклітинних вона ще й обумовлює процеси ембріогенезу і онтогенезу, коли на підставі одного геному формуються різні типи тканин.

Контроль експресії генів здійснюється на декількох рівнях. Найважливішим етапом є регуляція транскрипції. Біологічний зміст цього механізму полягає в підтримці необхідної кількості різних білків, необхідних клітині або організму в конкретний момент існування.

Існує коригування біосинтезу і на інших рівнях, таких як процесинг, трансляція і транспорт РНК з ядра в цитоплазму (останнє відсутнє у прокаріотів). При позитивній регуляції ці системи відповідають за виробництво білка на основі активованого гена, в чому і полягає біологічний сенс транскрипції. Однак на будь-якому з етапів ланцюжок може бути припинений. Деякі особливості регуляції у еукаріотів (альтернативні промотори, сплайсинг, модифікація сайтів поліаденелювання) призводять до появи різних варіантів білкових молекул на підставі однієї ДНК-послідовності.

Оскільки формування РНК - це перший етап дешифрування генетичної інформації на шляху до біосинтезу білка, біологічна роль процесу транскрипції в модифікації клітинного фенотипу набагато значніша, ніж регуляція процесингу або трансляції.

Визначення активності конкретних генів як у прокаріотів, так і у еукаріотів відбувається на стадії ініціації за допомогою специфічних перемикачів, до яких відносять регуляторні області ДНК і транскрипційні фактори (ТФ). Робота таких перемикачів не автономна, а знаходиться під суворим контролем інших клітинних систем. Є також механізми неспецифічної регуляції синтезу РНК, що забезпечують нормальне проходження ініціації, елонгації та термінації.

Поняття про транскрипційні фактори

На відміну від регуляторних елементів геному, фактори транскрипції з хімічної природи є білками. Зв'язуючись з певними ділянками ДНК, вони можуть активувати, інгібувати, прискорювати або уповільнювати процес транскрипції.

Залежно від виробленого ефекту фактори транскрипції прокаріот і еукаріот можна розділити на дві групи: активатори (ініціюють або збільшують інтенсивність синтезу РНК) і репресори (пригнічують або пригнічують процес). Зараз у різних організмів у сукупності виявлено понад 2000 ТФ.

Регуляція транскрипції у прокаріотів

У прокаріотів контроль синтезу РНК відбувається переважно на стадії ініціації за рахунок взаємодії ТФ зі специфічною областю транскриптона - оператором, який розташовується поруч з промотором (іноді перетинаючись з ним) і, по суті, є посадковим майданчиком для регуляторного білка (активатора або репресора). Для бактерій характерний ще один спосіб диференційного контролю генів - синтез альтернативних лід-суб'єднань, призначених для різних груп промоторів.

Частково експресія оперону може регулюватися на стадіях елонгації та термінації, але вже не за рахунок зв'язуваних з ДНК ТФ, а завдяки білкам, що взаємодіють з РНК-полімеразою. До них відносять Gre-білки і антитермінаторні фактори Nus і RfaH.

На елонгацію і термінацію транскрипції у прокаріотів певним чином впливає синтез білка, що відбувається паралельно. У еукаріотів як самі ці процеси, так і фактори транскрипції і трансляції просторово розділені, а значить, функціонально не пов'язані.

Активатори і репресори

У прокаріотів є два механізми регуляції транскрипції на стадії ініціації:

• позитивна - здійснюється білками-активаторами;
• негативна - контролюється репресорами.

При позитивній регуляції приєднання фактора до оператора активує ген, а при негативній, навпаки, вимикає. Здатність регуляторного білка зв'язуватися з ДНК залежить від приєднання ліганда. У ролі останнього зазвичай виступають низькомолекулярні клітинні метаболіти, які в такому випадку виконують роль коактиваторів і корепресорів.

Механізм дії репресора заснований на перекриванні областей промотора і оператора. В оперонах з такою структурою приєднання білкового фактора до ДНК закриває частину посадкового майданчика для РНК-полімерази, не даючи останній ініціювати транскрипцію.

Активатори працюють на слабких промоторах з низькою функціональністю, які погано розпізнаються РНК-полімеразами або насилу піддаються плавленню (поділу ланцюгів спіралі ДНК, необхідному для початку транскрипції). Приєднуючись до оператора, білковий фактор взаємодіє з полімеразою, значно підвищуючи ймовірність ініціації. Активатори здатні збільшувати інтенсивність транскрипції в 1000 разів.

Деякі ТФ прокаріот можуть діяти і як активатори, і як репресори залежно від розташування оператора по відношенню до промотору: якщо ці області перекриваються, фактор інгібує транскрипцію, а в іншому випадку - запускає.

Схема дії транскрипційних факторів прокаріот

Функція ліганда щодо фактора	Стан ліганда	Негативна регуляція	Позитивна регуляція
Забезпечує відділення від ДНК	Приєднання	Видалення білка-репресора, активація гена	Видалення білка-активатора, вимикання гена
Долучає фактор до ДНК	Вилучення	Видалення репресора, включення транскрипції	Вилучення активатора, вимкнення транскрипції

Негативну регуляцію можна розглянути на прикладі триптофанового оперону бактерії E. coli, для якого характерне розташування оператора всередині послідовності промотора. Білок-репресор активується приєднанням двох молекул триптофану, які змінюють кут нахилу ДНК-сполучного домену таким чином, щоб він міг увійти у велику борозню подвійної спіралі. При низькій концентрації триптофану репресор втрачає ліганд і знову стає неактивні. Іншими словами, частота ініціації транскрипції зворотно-пропорційна кількості метаболіту.

Деякі оперони бактерій (наприклад, лактозний) поєднують позитивний і негативний механізми регуляції. Така система необхідна тоді, коли одного сигналу для раціонального контролю експресії недостатньо. Так, лактозний оперон кодує ферменти, що траспортують всередину клітини, а потім розщеплюють лактозу - альтернативне джерело енергії, менш вигідне, ніж глюкоза. Тому тільки при низькій концентрації останній білок ЦК зв'язується з ДНК і запускає транскрипцію. Однак це доцільно тільки за наявності лактози, відсутність якої призводить до активації Lac-репресора, що блокує доступ полімерази до промотору навіть за наявності функціональної форми білка-активатора.

Завдяки оперонній структурі у бактерій кілька генів контролюється однією регуляторною областю і 1-2 ТФ, тоді як у еукаріотів на один-єдиний ген припадає велика кількість регуляторних елементів, кожен з яких залежний від безлічі інших факторів. Така складність відповідає високому рівню організації еукаріот, і особливо - багатоклітинних організмів.

Регуляція синтезу мРНК у еукаріотів

Контроль експресії еукаріотичних генів визначається сукупною дією двох елементів: білкових фактів транскрипції (ТФ) і регуляторних послідовностей ДНК, які можуть знаходитися поруч з промотором, набагато вище нього, в інтронах або після гена (мається на увазі кодуюча область, а не ген в повному значенні).

Деякі ділянки виконують функцію перемикачів, а інші не взаємодіють безпосередньо з ТФ, але надають молекулі ДНК гнучкість, необхідну для формування петлеподібної структури, що супроводжує процес транскрипційної активації. Такі ділянки називаються спейсерами. Всі регуляторні послідовності разом з промотором складають контрольну область гена (gene conrol region).

Варто відзначити, що дія самих транскрипційних факторів є лише частиною складної багаторівневої регуляції генетичної експресії, в якій величезна кількість елементів складаються в результуючий вектор, що визначає, чи буде в підсумку з конкретної ділянки геному синтезуватися РНК.

Додатковим фактором контролю транскрипції в ядерній клітці служить зміна структури хроматину. Тут присутня як тотальна регуляція (забезпечується розподілом ділянок гетерохроматину і еухроматину), так і локальна, пов'язана з конкретним геном. Для роботи полімерази повинні бути усунені всі рівні компактизації ДНК, включаючи нуклеосомний.

Різноманітність факторів транскрипції у еукаріотів пов'язана з великою кількістю регуляторів, до яких відносять підсилювачі, глушники (енхансери і сайленсори), а також адаптерні елементи та інсулятори. Ці ділянки можуть знаходитися як поблизу, так і на значній відстані від гена (до 50 тис н. п.).

Енхансери, сайленсори та адаптерні елементи

Енхансери - це короткі послідовні ДНК, здатні при взаємодії з регуляторним білком запускати транскрипцію. Наближення підсилювача до промоторної області гена здійснюється за рахунок утворення петлеподібної структури ДНК. Зв'язування активатора з енхансером або стимулює збирання комплексу ініціації, або допомагає полімеразі перейти до елонгації.

Енхансер має складну будову і складається з декількох сайтів-модулів, кожному з яких відповідає свій регуляторний білок.

Сайленсори - це ділянки ДНК, які придушують або повністю виключають можливість транскрипції. Механізм роботи такого перемикача поки невідомий. Одним з можливих способів є окупування великих областей ДНК особливими білками групи SIR, які закривають доступ факторам ініціації. У такому випадку вимикаються всі гени, розташовані в межах декількох тисяч нуклеотидних пар від сайленсора.

Адаптерні елементи в комплексі з ТФ, що зв'язуються з ними, становлять окремий клас генетичних перемикачів, які вибірково реагують на стероїдні гормони, циклічну АМФ і глюкокортикоїди. Цей регуляторний блок відповідає за реакцію клітини на тепловий шок, вплив металів і деяких хімічних сполук.

Серед контролюючих ділянок ДНК виділяють ще один тип елементів - інсулятори. Це специфічні послідовності, які перешкоджають впливу факторів транскрипції на віддалені гени. Механізм дії інсуляторів досі не з'ясовано.

Транскрипційні фактори еукаріот

Якщо у бактерій транскрипційні фактори мають тільки регуляторну функцію, то в ядерних клітинах є ціла група ТФ, що забезпечують фонову ініціацію, але при цьому безпосередньо залежать від сполучених з ДНК білків-регуляторів. Кількість і різноманітність останніх у еукаріотів величезна. Так, в організмі людини частка послідовностей, що кодують білкові фактори транскрипції, становить близько 10% геному.

На даний момент ТФ еукаріот вивчені недостатньо, як і механізми роботи генетичних перемикачів, пристрій яких набагато складніше моделей позитивної і негативної регуляції у бактерій. На відміну від останніх, на активність факторів транскрипції ядерної клітини впливає не один-два, а десятки і навіть сотні сигналів, які можуть взаємно посилювати, послаблювати або виключати один одного.

З одного боку, для активації конкретного гена потрібна ціла група транскрипційних факторів, але з іншого - одного регуляторного білка може бути достатньо, щоб запустити експресію декількох генів за механізмом каскаду. Вся ця система являє собою складну обчислювальну машину, що обробляє сигнали від різних джерел (як зовнішніх, так і внутрішніх) і складає їх ефекти в кінцевий результат зі знаком «» плюс «» або «» мінус «».

Регуляторні фактори транскрипції у еукаріотів (активатори і репресори) взаємодіють не з оператором, як у бактерій, а з розсіяними по ДНК контролюючими ділянками і впливають на ініціацію через посередників, в якості яких можуть виступати білки медіатора, фактори комплексу ініціації та ферменти, що змінюють структуру хроматину.

За винятком деяких ТФ, що входять в преініціаторний комплекс, всі транскрипційні фактори мають у своєму складі ДНК-зв'язувальний домен, який відрізняє їх від інших численних білків, що забезпечують нормальне проходження транскрипції або виступають в ролі посередників при її регуляції.

Останні дослідження довели, що ТФ еукаріотів можуть впливати не тільки на ініціацію, але і на елонгацію транскрипції.

Різноманітність і класифікація

У еукаріотів виділяють 2 групи білкових факторів транскрипції: базальні (інакше називаються загальними або головними) і регуляторні. Перші відповідають за розпізнавання промоторів і створення преініціаторного комплексу. Необхідні для початку транскрипції. Ця група налічує кілька десятків білків, які завжди присутні в клітці і не впливають на диференційну експресію генів.

Комплекс з базальних факторів транскрипції являє собою інструмент, за функцією аналогічний сигма-суб'єдиниці у бактерій, тільки більш складний і відповідний для всіх видів промоторів.

Фактори іншого типу впливають на транскрипцію за рахунок взаємодії з регуляторними послідовностями ДНК. Оскільки ці ферменти ген-специфічні, їх налічується величезна кількість. Зв'язуючись з ділянками конкретних генів, вони контролюють секрецію певних білків.

Класифікація факторів транскрипції у еукаріотів заснована на трьох принципах:

• механізм дії;
• умови функціонування;
• структура ДНК-зв'язувального домену.

За першою ознакою розрізняють 2 класи факторів: базальні (взаємодіють з промотором) і зв'язуються з upstream-ділянками (розташованими вище гена регуляторними областями). Цей вид класифікації по суті відповідає функціональному поділу ТФ на загальні та специфічні. Upstream-фактори поділяються на 2 групи залежно від необхідності в додатковій активації.

За особливостями функціонування розрізняють конститутивні ТФ (завжди присутні в будь-якій клітці) і індуковані (властиві не всім типам клітин і можуть вимагати певних механізмів активації). Фактори другої групи, в свою чергу, підрозділюються на клітино-специфічні (беруть участь в онтогенезі, характеризуються суворим контролем експресії, але не вимагають активації) і сигнал-залежні. Останні диференціюються за типом і способом дії активуючого сигналу.

Структурна класифікація білкових факторів транскрипції досить велика і включає 6 надкласів, в які входять безліч класів і сімейств.

Принцип дії

Функціонування базальних факторів являє собою каскадну збірку різних суб'єднань з утворенням комплексу ініціації та активацією транскрипції. По суті, цей процес є заключним етапом впливу білка-активатора.

Специфічні фактори можуть регулювати транскрипцію на двох етапах:

• складання комплексу ініціації;
• перехід до продуктивної елонгації.

У першому випадку робота специфічних ТФ зводиться до первинної перебудови хроматину, а також залучення, орієнтації та модифікації медіатора, полімерази і базальних факторів на промоторі, що призводить до активації транскрипції. Головним елементом передачі сигналу є медіатор - комплекс з 24 суб'єднань, який виступає як посередник між регуляторним білком і РНК-полімеразою. Послідовність взаємодій індивідуальна для кожного гена і відповідного йому фактора.

Регуляція елонгації здійснюється за рахунок взаємодії фактора з білком P-Tef-b, який допомагає РНК-полімеразі подолати асоційовану з промотором паузу.

Функціональні структури ТФ

Фактори транскрипції мають модульну структуру і виконують свою роботу за рахунок трьох функціональних доменів:

1. ДНК-зв'язуючого (DBD) - потрібен для розпізнавання і взаємодії з регуляторною ділянкою гена.
2. Транс-активуючого (TAD) - дозволяє взаємодіяти з іншими регуляторними білками, включаючи транскрипційні фактори.
3. Сигнал-розпізнаючого (SSD) - необхідний для сприйняття і передачі регуляторних сигналів.

У свою чергу ДНК-сполучний домен має безліч типів. До основних мотивів у його структурі належать:

• «» цинкові пальці «»;
• гомеодомен;
• "" лід "- шари;
• петлі;
• «» лейцинова блискавка «»;
• спіраль-петля-спіраль;
• спіраль-поворот-спіраль.

Завдяки цьому домену транскрипційний фактор «» прочитує «» нуклеотидну послідовність ДНК за формою малюнка на поверхні подвійної спіралі. Завдяки цьому можливе специфічне дізнавання певних регуляторних елементів.

Взаємодія мотивів зі спіралью ДНК ґрунтується на точній відповідності між поверхнями цих молекул.

Регуляція і синтез ТФ

Існує кілька шляхів регуляції впливу транскрипційних факторів на транскрипцію. До них належать:

• активація - зміна функціональності фактора по відношенню до ДНК за рахунок фосфорилювання, приєднання ліганда або взаємодії з іншими регуляторними білками (в тому числі ТФ);
• транслокація - транспортування фактора з цитоплазми в ядро;
• доступність сайту зв'язування - залежить від ступеня конденсації хроматину (у стані гетерохроматину ДНК недоступна для ТФ);
• комплекс механізмів, характерних і для інших білків (регуляція всіх процесів від транскрипції до пострансляційної модифікації і внутрішньоклітинної локалізації).

Останній спосіб визначає кількісний і якісний склад транскрипційних факторів у кожній клітині. Деякі ТФ здатні регулювати свій синтез за типом класичного зворотного зв'язку, коли інгібітором реакції стає її власний продукт. У такому випадку певна концентрація фактора зупиняє транскрипцію кодуючого його гена.

Загальні фактори транскрипції

Ці фактори необхідні для початку транскрипції будь-яких генів і в номенклатурі позначаються як TFl, TFll і TFlll залежно від виду РНК-полімерази, з якою вони взаємодіють. Кожен фактор складається з декількох суб'єднань.

Базальні ТФ виконують три основні функції:

• правильне розташування РНК-полімерази на промоторі;
• розплітання ланцюгів ДНК в області початку транскрипції;
• звільнення полімерази від промотора в момент переходу до елонгації;

Певні суб'єдиниці базальних факторів транскрипції пов'язуються з регуляторними елементами промотору. Найважливішим є ТАТА-бокс (характерний не для всіх генів), розташований на відстані "-35" "нуклеотидів від точки ініціації. Інші сайти зв'язування включають послідовності INR, BRE і DPE. Деякі ТФ безпосередньо з ДНК не контактують.

До групи головних факторів транскрипції РНК полімерази ll входять TFllD, TFllB, TFllF, TFllE і TFllH. Латинська літера в кінці позначення вказує на черговість виявлення цих білків. Так, першим був виділений фактор TFlllA, що відноситься до РНК-полімерази lll.

Базальні фактори транскрипції РНК-полімерази ll

Назва	Кількість білкових суб "єктів	Функція
TFllD	16 (TBP +15 TAFs)	TBP зв'язується з ТАТА-боксом, а TAFs дізнаються інші послідовності промотора
TFllB	1	Розпізнає BRE-елемент, точно орієнтує полімеразу в сайті ініціації
TFllF	3	Стабілізарує взаємодію полімерази з TBP і TFllB, полегшує приєднання TFllE і TFllH
TFllE	2	Приєднує і регулює TFllH
TFllH	10	Роз'єднує ланцюги ДНК в точці ініціації, звільняє синтезуючий РНК фермент від промотора і головних факторів транскрипції (біохімія процесу ґрунтується на фосфоліруванні Cer5-C-кінцевого домену РНК-полімерази)

Збірка базальних ТФ відбувається тільки за сприяння активатора, медіатора і хроматин-модифікуючих білків.

Специфічні ТФ

Через контроль генетичної експресії ці фактори транскрипції регулюють біосинтетичні процеси як окремих клітин, так і цілого організму починаючи від ембріогенезу закінчуючи тонкою фенотипічною адаптацією до змінюваних умов середовища. Сфера впливу ТФ включає 3 основні блоки:

• розвиток (ембріо- та онтогенез);
• клітинний цикл;
• відповідь на зовнішні сигнали.

Особлива група факторів транскрипції регулює морфологічне диференціювання зародку. Цей білковий набір кодується особливою консенсусною послідовністю довжиною 180 пар нуклеотидів, названою гомеобоксом.

Для того щоб визначити, який саме ген повинен бути транскрибований, регуляторний білок повинен "відшукати" "і зв'язатися зі специфічною ділянкою ДНК, що виконує роль генетичного перемикача (енхансер, сайленсор і т. д.). Кожній такій послідовності відповідають один або кілька споріднених транскрипційних факторів, які дізнаються потрібний сайт за рахунок збігу хімічних конформацій конкретного зовнішнього відрізка спіралі і ДНК-зв'язувального домену (принцип ключ-замок). Для розпізнавання використовується ділянка первинної структури ДНК, яка називається великою борозною.

Після пов'язування з ДНК дії білка-активатора запускають ряд послідовних етапів, що призводять до складання преініціаторного комплексу. Узагальнена схема цього процесу виглядає наступним чином:

1. Пов'язування активатора з хроматином в області промотора, залучення АТФ-залежних перебудовуючих комплексів.
2. Перебудова хроматину, активація гістон-модифікуючих білків.
3. Ковалентна модифікація гістонів, залучення інших білків-активаторів.
4. Зв'язування додаткових активних білків з регуляторною областю гена.
5. Залучення медіатора і загальних ТФ.
6. Збірка преініціаторного комплексу на промоторі.
7. Вплив інших білків-активаторів, перебудова суб'єдиниць преініціаторного комплексу.
8. Початок транскрипції.

Порядок цих подій від гена до гену може змінюватися.

Такій великій кількості механізмів активації відповідає такий же широкий набір способів репресії. Тобто інгібуючи один з етапів на шляху до ініціації, регуляторний білок може знизити її ефективність або повністю блокувати. Найчастіше репресор задіє відразу кілька механізмів, гарантуючи відсутність транскрипції.

Координований контроль генів

Незважаючи на те що кожен транскриптон має свою систему регуляції, у еукаріотів є механізм, що дозволяє подібно бактеріям запускати або зупиняти групи генів, спрямованих на виконання конкретного завдання. Це досягається за допомогою визначального фактора транскрипції, який завершує комбінації інших регуляторних елементів, необхідних для максимальної активації або придушення гена.

У транскриптонів, схильних до такої регуляції, взаємодія різних компонентів веде до одного і того ж білка, що виконує роль результуючого вектора. Тому активація такого чинника впливає відразу на кілька генів. Система працює за принципом каскаду.

Схему координованого контролю можна розглянути на прикладі онтогенетичної диференціації клітин скелетних м'язів, попередниками яких є міобласти.

Транскрипція генів, які кодують синтез характерних для зрілої м'язової клітини білків, запускається за допомогою будь-якого з чотирьох міогенних факторів: MyoD, Myf5, MyoG и Mrf4. Ці білки активують синтез самих себе і один одного, а також включають гени додаткового фактора транскрипції Mef2 і структурних м'язових білків. Mef2 бере участь у регуляції подальшої диференціації міобластів, одночасно підтримуючи концентрацію міогенних білків за механізмом позитивного зворотного зв'язку.