转录因子是一类帮助控制转录（生物学）的蛋白质；转录是以脱氧核糖核酸为模板合成RNA的过程。大多数序列特异性转录因子能够识别调控性DNA序列，并提高或降低特定基因的转录水平。它们将遗传信息与细胞所处的状态联系起来，帮助决定基因在何处、何时表达，以及表达的强弱。广义的转录因子也包括通用转录因子，后者参与基本转录机器的组装和运行。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
范围与分类
转录因子通常分为两大类。通用转录因子协助RNA聚合酶启动转录。在真核生物中，与RNA聚合酶II相关的因子包括TFIID、TFIIB、TFIIE、TFIIF和TFIIH。它们与聚合酶一起，在启动子（生物学）处形成转录起始前复合物。其功能包括识别启动子的结构特征、定位聚合酶、解开DNA双链，以及促使转录机器进入RNA合成阶段。RNA聚合酶I和III则使用不同的起始因子组合。(ncbi.nlm.nih.gov)
序列特异性转录因子通过识别特定DNA序列来调控特定基因。它们通常按DNA结合结构域分类，而不只是按生物学功能分类。共激活因子和共抑制因子也能调控转录，但在这一较狭义的用法中，缺乏序列特异性DNA结合活性的蛋白质通常不归入转录因子。这一区分很重要，因为“转录调控蛋白”涵盖的蛋白质范围比“序列特异性转录因子”更广。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
分子结构与DNA识别
许多转录因子具有模块化结构：DNA结合结构域负责识别DNA，其他区域则与调控蛋白或转录机器相互作用。激活区和抑制区的结构不一定与DNA结合结构域相同。此外，一些区域可介导二聚化，使两个蛋白质分子能够协同结合DNA，或识别复合序列。(ncbi.nlm.nih.gov)
主要的结构家族包括锌指蛋白、同源结构域蛋白、碱性亮氨酸拉链蛋白和碱性螺旋—环—螺旋蛋白。锌指结构域通过配位结合的锌离子稳定其折叠结构。同源结构域含有与螺旋—转角—螺旋相关的结构，而碱性亮氨酸拉链因子和碱性螺旋—环—螺旋因子则将接触DNA的区域与二聚化元件结合在一起。这些结构为识别DNA和组装调控复合物提供了不同的方式。(ncbi.nlm.nih.gov)
一个转录因子通常识别一组相关序列，而不是唯一且固定不变的序列。它偏好的序列模式称为结合基序。氨基酸残基的差异能够改变序列识别偏好，即使同属一个结构家族的成员也可能如此。不过，仅凭序列与基序匹配，并不能确定该因子在活细胞中会结合该位置：该位点的可及性、邻近因子以及细胞背景也会影响其占据情况。(ncbi.nlm.nih.gov)
转录调控机制
转录因子与顺式调控元件结合，这些元件包括启动子和增强子（生物学）。启动子位于转录起始位点附近，而增强子可以在较远的位置发挥作用。DNA形成环状构象，使结合在远端调控区域的蛋白质能够与启动子相关的转录机器相互作用。因此，结合位点与基因之间的物理距离，本身并不能决定能否发生调控。(ncbi.nlm.nih.gov)
激活因子可以通过蛋白质之间的相互作用，促进转录机器的募集或增强其活性。抑制因子则可能与激活因子竞争DNA结合位点、阻碍转录起始复合物的组装，或募集抑制转录的蛋白质。“激活因子”和“抑制因子”描述的是调控效果，并不代表在所有情况下都彼此独立的结构类别；转录产出取决于特定情境中存在的蛋白质和调控元件。(ncbi.nlm.nih.gov)
真核生物的DNA被包装成染色质，其中DNA缠绕在组蛋白上，形成核小体。这种包装会影响蛋白质接近结合位点的能力。有些因子能够募集染色质修饰或重塑蛋白。先锋转录因子能够与可及性较低的染色质结合，并帮助建立有利于后续调控因子结合的条件，不过它们对位点的占据及其作用仍取决于序列和细胞背景。(ncbi.nlm.nih.gov)
细胞内调控与生物学作用
即使蛋白质丰度没有相应变化，转录因子的活性也可能改变。激素或其他配体的结合、相互作用蛋白的变化，以及可逆的磷酸化，都能改变其调控活性。类固醇激素受体就是响应配体的转录因子的例子。磷酸化可以影响转录因子功能的多个方面，并整合来自多条信号通路的输入。(ncbi.nlm.nih.gov)
不同转录因子的组合控制着组织特异性和信号依赖性的基因表达。多个因子作用于同一调控区域时，可以产生协同效应，而抑制因子则帮助将基因表达限制在适当的细胞环境中。这些机制参与形成发育模式、细胞分化以及对环境信号的响应。因此，转录因子是在调控网络中发挥作用，而不是作为只控制一个基因的孤立开关。(ncbi.nlm.nih.gov)
在细菌中，序列特异性调控蛋白同样可以激活或抑制转录。乳糖操纵子是一个经典例子：其阻遏蛋白与操纵序列结合，抑制转录；而与诱导分子的相互作用会改变该蛋白结合DNA的行为。因此，细菌中的调控也体现了同一个核心原理，即将调控蛋白的活性与特定DNA序列联系起来。(ncbi.nlm.nih.gov)
实验研究
染色质免疫沉淀测序，简称ChIP-seq，用于绘制与某个转录因子相关联的基因组区域图谱。结合实验用于确定序列偏好，报告基因实验则用于检验调控性DNA是否影响转录。通过干预某个因子并测量RNA表达，可以帮助识别表达依赖于该因子的基因。这些方法回答的问题各不相同，结合起来解读时最能提供有效信息。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
结合并不等同于功能性调控。在受测条件下耗减某个因子后，许多被其占据的位点并未表现出可检测到的表达变化。反过来，表达变化也可能是调控网络改变所产生的间接结果。因此，确定直接靶标需要有证据将位点占据、调控序列的功能和转录响应联系起来，而不能仅依赖一个结合峰或序列基序。(nature.com)