E2F Ailesi
E2F ailesi üyelerinin amino asit dizilerinin şematik diyagramı (N ucu solda, C ucu sağda olacak şekilde), her bir üye içinde yer alan fonksiyonel bölgelerin göreli konumlarını vurgulayacak biçimde gösterilmiştir:
| Aile üyeleri | Açıklama |
|---|---|
 |
E2F, yüksek ökaryotlarda bir transkripsiyon faktörleri (TF) ailesini kodlayan gen grubudur. Bunlardan üçü aktivatör olarak görev yapar: E2F1, E2F2 ve E2F3a. Altı tanesi ise baskılayıcı (repressör) olarak işlev görür: E2F3b ve E2F4–E2F8. Bu proteinlerin tümü, memeli hücrelerinde hücre döngüsünün düzenlenmesi ve DNA sentezi süreçlerinde rol alır.
Transkripsiyon faktörleri olarak E2F'ler, hedef promotör dizilerinde yer alan TTTCCCGC (ya da bu dizinin küçük varyasyonları) konsensus bağlanma bölgesine bağlanırlar.
E2F ailesi üyelerinin amino asit dizilerinin şematik diyagramı (N ucu solda, C ucu sağda olacak şekilde), her bir üye içinde yer alan fonksiyonel bölgelerin göreli konumlarını vurgulayacak biçimde gösterilmiştir:
| Aile üyeleri | Açıklama |
|---|---|
|
İnsanlardaki E2F genleri şunları içerir:
X-ışını kristalografik analizleri, E2F transkripsiyon faktörleri ailesinin, kanatlı heliks DNA bağlanma motifine benzer bir katlanma yapısına sahip olduğunu göstermiştir.
E2F ailesi üyeleri, memeli ve bitki hücre döngüsünde G1/S geçişi sırasında önemli bir rol oynar (bkz. KEGG hücre döngüsü yolu). DNA mikrodizin analizleri, E2F ailesi üyeleri arasında özgün hedef promotör kümeleri bulunduğunu ortaya koymakta ve her bir proteinin hücre döngüsünde kendine özgü bir rolü olduğunu düşündürmektedir. E2F'nin transkripsiyonel hedefleri arasında siklinler, CDK'lar, kontrol noktası düzenleyicileri, DNA onarımı ve DNA replikasyonunda görev alan proteinler yer alır. Bununla birlikte, aile üyeleri arasında kayda değer bir işlevsel örtüşme (redundans) da bulunmaktadır. E2F1, E2F2 ve E2F3 izoformlarından birini eksik olan fare embriyoları, E2F3a ya da E2F3b'den herhangi biri ifade edildiğinde normal şekilde gelişebilmektedir.
E2F ailesi, işlevlerine göre genel olarak iki gruba ayrılır: transkripsiyonel aktivatörler ve baskılayıcılar. E2F1, E2F2 ve E2F3a gibi aktivatörler hücre döngüsünü teşvik eder ve ilerlemesine katkı sağlar, baskılayıcılar ise hücre döngüsünü inhibe eder. Buna karşın her iki E2F grubunun da benzer yapısal bölgeleri vardır. E2F1–E2F6, DP1/DP2 heterodimerizasyon bölgesine sahiptir; bu bölge, E2F'lerin E2F'ye uzak akraba olan DP1 veya DP2 proteinlerine bağlanmasını sağlar. DP1/DP2 ile bağlanma, ikinci bir DNA bağlanma bölgesi kazandırarak E2F'nin DNA'ya bağlanma stabilitesini artırır. Çoğu E2F'de ayrıca bir cep protein bağlanma alanı bulunur. pRB ile ilişkili p107 ve p130 gibi cep proteinleri, hipofosforile olduklarında E2F'ye bağlanabilir. Aktivatör E2F'lerde, pRB ile E2F bağlanmasının, transkripsiyon aktivasyonundan sorumlu transaktivasyon alanını maskelediği gösterilmiştir. Baskılayıcı E2F4 ve E2F5'te ise cep proteinlerine (çoğunlukla p107 ve p130, pRB'den daha sık) bağlanma, hedef genleri susturmak üzere baskılayıcı komplekslerin toplanmasını sağlar. E2F6, E2F7 ve E2F8'de cep protein bağlanma bölgeleri yoktur; bu proteinlerin gen susturma mekanizmaları henüz net değildir. CDK4(6)/siklin D ve CDK2/siklin E, pRB ve ilişkili cep proteinlerini fosforile ederek onların E2F'den ayrılmasını sağlar. Böylece aktivatör E2F proteinleri, S fazını teşvik eden genlerin transkripsiyonunu başlatabilir. REF52 hücrelerinde, aktivatör E2F1'in aşırı ekspresyonunun, durgun (quiescent) hücreleri S fazına itebildiği gösterilmiştir. Buna karşılık baskılayıcı E2F4 ve E2F5, hücre proliferasyonunu değiştirmese de G1 duraklamasını aracılar.
Rb tümör baskılayıcı proteini (pRb), E2F1 transkripsiyon faktörüne bağlanarak onun hücrenin transkripsiyon makinesiyle etkileşmesini engeller. pRb'nin yokluğunda, E2F1 (bağlanma ortağı DP1 ile birlikte), G1/S geçişini ve S fazını kolaylaştıran E2F1 hedef genlerinin transaktivasyonunu gerçekleştirir. E2F; DNA replikasyonunda görev alan proteinleri (örneğin DNA polimeraz, timidin kinaz, dihidrofolat redüktaz ve cdc6) ve kromozomal replikasyonda rol alan proteinleri (replikasyon başlangıç bölgesi bağlanma proteini HsOrc1 ve MCM5) kodlayan genleri hedefler. Hücreler proliferasyonda olmadığında, E2F'nin DNA bağlanma bölgeleri transkripsiyonel baskılanmaya katkıda bulunur. Cdc2 ve B-myb promotörleri üzerinde yapılan in vivo ayakizi analizi deneyleri, G0 ve erken G1 evrelerinde—E2F'nin cep proteinleriyle birlikte transkripsiyonel baskılayıcı kompleksler içinde bulunduğu sırada—E2F DNA bağlanma bölgelerinin işgal edildiğini göstermiştir.
pRb, onkojenik insan papilloma virüsü (HPV) E7 proteini ile insan adenovirüsü E1A proteininin hedeflerinden biridir. Bu proteinler pRb'ye bağlanarak, E2F transkripsiyon faktörlerinin düzenlenmesini durdurur ve virüs genomunun replikasyonunu mümkün kılmak için hücre döngüsünü ileri doğru zorlar.
Aktivatörler, G1 fazının sonlarında en yüksek düzeyde eksprese edilir ve G1/S geçişi sırasında E2F tarafından düzenlenen promotörlerle ilişkili olarak bulunabilir. E2F-3a genlerinin aktivasyonu, büyüme faktörü uyarımı ve bunu izleyen E2F inhibitörü retinoblastoma proteini (pRB)’nin fosforilasyonu sonrasında gerçekleşir. pRB'nin fosforilasyonu, siklin D/CDK4 ve CDK6 kompleksleri tarafından başlatılır ve siklin E/CDK2 tarafından sürdürülür. Siklin D/CDK4,6 kompleksinin aktivasyonu ise MAPK sinyal yolağı tarafından sağlanır.
pRb, E2F-3a'ya bağlandığında, promotöre kromatin yeniden düzenleyici kompleksleri ve histon modifiye edici aktiviteleri (örneğin histon deasetilaz, HDAC) çekerek E2F-3a hedef genlerini doğrudan baskılayabilir.