عوامل الانتساخ Transcription Factors

بروتينات خلوية تعد الأساس في عمليات التنظيم وذلك بارتباطها الى مواقع محددة على DNA وبالتالي تحدد  حركة او انتساخ المعلومات الوراثية من DNA وإنتاج mRNA أي ان لها القابلية للارتباط ب DNA وقد تؤدي  المهامة لوحدها او بمساعدة مجموعة أخرى من البروتينات وذلك بتكوين المعقدات ويمكن ان تؤدي الى تنشيط تخليق mRNA او إيقافه بواسطة توجيه إنزيم الكوثرة RNA Polymerase الى المنطقة المطلوبة. ونظرا لكونها من أساسيات التنظيم لذلك يتوقع ان توجد في كل الكائنات الحية . وتختلف أعدادها في الكائنات ولكن الصفة العامة ان عددها يزداد بازدياد حجم الجينوم ، وفي الجينومات الكبيرة يوجد أكثر من عامل انتساخ جين. وفي الإنسان يوجد حوالي 2600 بروتين تحوي على دومينات للارتباط بDNA واغلبها من عوامل الانتساخ ، ولذلك فهي تشكل اكبر عائلة بروتينية في الإنسان اذ ان حوالي 10 % من الجينوم البشري يشفر لهذه العوامل. كما ان الجينات تجنح بمواقع واضحة للارتباط بعوامل الانتساخ ويكون التعبير الكفوء للجينات محتاجا لتعاون تأثير عدد من عوامل الانتساخ . ويظهر تركيبها في الشكل الاتي :

ويتكون البروتين من مناطق هي :

DNA-Binding Domain = DBD الدومين الذي يرتبط الىDNA
Signal- Sensing Domain = SSD الدومين الذي يتحسس الإشارات .
Transactivation = TADالدومين المنشط .
ترتيب وعدد هذه الدومينات يمكن ان يختلف في أنواع مختلفة من عوامل الانتساخ وبعض الأحيان يؤدي دومين واحد وظيفتي التحسس SSD والتنشيط TAD.

والدومين الذي يرتبط الى DBD) DNA) هو الذي يرتبط الى DNA مثل المشجعات او الممهدات وتوجد قواعد بيانات خاصة تضم العديد من عوائل هذا الدومين ، ويسمى التوالي الذي يربط اليه عنصر الاستجابة Response Elements وهي تواليات من DNA ويشمل الارتباط ، قوى كهربائية مستقرة والأواصر الهيدروجينية وقوى فاندرفال. وعلى العموم فان التداخلات تختلف في قوة ارتباطها، ولذلك يرتبط عامل الانتساخ بعدة مناطق من التوالي القريبة من بعضها جدا بقوى متفاوتة من التداخلات، فمثلا TBP أحد عوامل الانتساخ يمكن ان يرتبط الى عدد من التواليات المشابهة لل TATA box، ولكن التخصص في الارتباط يتم بالاعتماد على عوامل أخرى تعود للDBD نفسه وذلك بحصول ازدواجية Dimerization لاثنين من العوامل . اما TADالذي يكون مكانا لارتباط بروتينات أخرى مثل مساعدات تنظيم الانتساخ Transcription Coregulators ويسمى عادة بدومين التنشيط .
ويمثل دومين تحسس الإشارات SSD جزء غير ضروري لكل عوامل الانتساخ ، وعند وجوده يتحسس الإشارات الخارجية وينقلها الى باقي معقد الانتساخ مؤديا الى رفع او خفض تنظيم التعبير الجيني، ومن الجدير بالذكر ان كل من SSD و DBD يمكن ان يقعا على بروتينات منفصلة التي ترتبط الى معقد الانتساخ لتنظيم التعبير الجيني.
وفيما يخص TADs فقد أطلقت عليها مسميات عدة اعتمادا على مكوناتها من الحوامض الامينية التي قد تكون أساسية للفعالية او تكون الأكثر وفرة في دومين TADs فضلا عن اختلاف عدد الحوامض الامينية في الدومين.
فمثلا عملية التنشيط بعامل الانتساخ Ga 14 يتم بواسطة الحوامض الامينية الحامضية لذلك يسمى دومين التنشيط ألحامضي ، بينما عامل الانتساخ Gcn فتسود فيه الحوامض الامينية الكارهة للماء لذلك يسمى دومين التنشيط الكارهة للماء Hydrophobic Activation Domain .هناك برامج حاسوب خاصة يمكن ان تتعرف على هذه الدومينات وتصنف عوامل الانتساخ وفق مؤشرات عدة منها :
اولا : الاعتماد على الآلية منها ما يشترك في تكوين معقدات قبل البدء ومنها ، TFIID ، TFIIB ، TFIIA،TFIIH TFIIF ، TFIIE.وهذه تكون شائعة وتتداخل مع منطقة لب الممهد المحيطة بموقع بدء الانتساخ لكل جينات الصنف الثاني Class II،وكذلك تشمل عوامل الانتساخ اليسارية Upstream وتتمثل بالبروتينات التي ترتبط الى يسار موقع البدء لتحفز او تكبح الانتساخ وهذه مرادفة لعوامل الانتساخ الخاصة . وتختلف المجموعة الأخيرة فيما بينها اعتمادا على تواليات التعرف Recognition Sequences الموجودة قريبة من الجين وهي كثيرة منها اصبع الزنك وBasic-Zipper وغيرها.
ثانيا : وفق الوظيفة وتقسم عوامل الانتساخ الى:

- العوامل الانتساخ الدائمة او الثابتة Constitutively Active TFs و توجد في كل الخلايا وعلى طول الوقت.

- العوامل الاقتضائية Conditionally Active TFs و هذه تحتاج الى تنشيط وتكثر تحت ظروف خاصة.

- العوامل الخاصة بالتطور Developmental Active TFs و تكون هذه في خلايا خاصة والتعبير عنها يكون تحت سيطرة صارمة وعند بدء التعبير عنها وإنتاجها سوف لا تحتاج الى تنشيط إضافي.العوامل المعتمدة على الإشارات وهذه تحتاج الى إشارات خارجية للتنشيط ومنها المستلمات النووية التي تحتاج الى ربائط خارجية Paracrine-Dependent او داخلية Endocrine للتنشيط. والبعض الآخر غير النووي يحتاج الى ربائط من داخل الخلية Autocrine Dependent مثل P 53 والمستلمات النووية اليتيمة او النادرة وغيرها.
- العوامل المقيمة في النواة وهذه تقيم في النواة بغض النظر عن حالتها من التنشيط . 
والعوامل السايتوبلازمية الكامنة Latent Cytoplasmic Factors توجد في السايتوبلازم بصورة غير نشطة وعند تنشيطها تنتقل الى النواة .
ثالثا : وفق التركيب وتشابه تواليات الحوامض الامينية فيها وبالتالي تشابه التركيب الثلاثي للدومينات التي ترتبط الى DNA ، و هذه تقسم الى العديد من الأصناف والأخيرة تقسم الى عوائل كبيرة والتي تقسم بدورها الى عوائل متعددة .وآليات عملها يكون بارتباط عوامل الانتساخ اما الى مناطق المشجعات او الممهدات في DNA المجاورة للجينات التي تنظمها اعتمادا على عامل الانتساخ وبالتالي يكون التنظيم اما عاليا او واطئا ، ويكون ذلك بعدة أشكال:
o تثبيت او غلق ارتباط الإنزيم RNA Polymerase الىDNA
o المساعدة في أستلة او إزالة الاستيل من الهستونات ويكون ذلك اما بشكل مباشر او بتجنيد بروتينات أخرى للمساعدة في هذه العملية.ومن البروتينات العاملة في هذا المجال إنزيم أستلة الهستونات HAT) Histone Acetyltransferases ) الذي يقوم بإضافة مجموعة الاستيل الى الهستونات وبذا يساعد على إضعاف الترابط بين DNA والهستونات مما يجعل DNA متاحا لعملية الانتساخ وزيادتها. اما الإنزيم الآخر HDAC) Histone Deacetylases) فيقوم بإزالة مجموعة الاستيل من الهستونات مما يؤدي الى تقوية الترابط بين DNA والهستونات وبالتالي جعل DNA غير متاح لعملية الانتساخ او يقلل من عملية الانتساخ اي يكون هناك تنظيم سلبي.
ووظائف هذه العوامل يعتمد على قابليتها على قراءة وتفسير البصمة في DNA فارتباطها وعدم ارتباطها يؤثر في الوظائف الخلوية. وتشارك عوامل الانتساخ في الكائنات متعددة الخلايا في عمليات التطور والاستجابة للمؤثرات الخارجية. والعوامل الفعالة في هذا المجال تعمل على فتح وغلق الجينات المطلوبة والتي بالتالي تؤثر في التغيرات الحاصلة في المظهر الخارجي للخلايا ، او الفعاليات التي تحتاجها الخلايا لتقرير مصيرها النهائي الذي يحصل عند تخصص الخلايا ومنها عائلة SRY و Hox في الإنسان الواقعة في منطقة تحديد الجنس الذي يكون مهما في تحديد الجنس . وفضلا عن ما ذكر فانها تشارك في مهام أخرى مثل حالة التواصل بين الخلايا ، فالخلايا تتواصل بإطلاق جزئيات تعمل على بدء سلسلة من التفاعلات بعد استلامها للإشارات ، ويكون التنفيذ النهائي لسلسلة نقل الإشارات من مهام عوامل الانتساخ التي تحفز او تثبط عمليات بالنسبة DNA.
وتشترك العوامل في الصحة  فالطفرات التي تحصل فيها ترتبط بعدد من الأمراض ، ومن الأمراض المتعلقة بعوامل الانتساخ هو السرطان بشكل رئيس وذلك لتأثيرها في جينات السرطان او الجينات الكابحة للأورام . يمكن ان تكون العوامل أهدافا دوائية .