Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 67
Текст из файла (страница 67)
Следовательно, правильным было бы создание маленьких делецнй, которые заменяются последовательностями, равными по длине. Области, расположенные между тремя указанными элементами, не выполняют промоторной функции. Оказалось, что расстояние между этими тремя сайтами можно изменять в определенных пределах. Для двух более удаленных (влево от ТАТА-блока) областей оно может быть увеличено более чем на 15 пар оснований, не оказав при этом влияния на их функцию. А их удаленность от ТАТА-блока может быть увеличена более, чем на 30 пар нуклеотидов, прежде чем будет затронута функция промотора.
В )3-глобнновом гене мыши также были обнаружены три типа участков, расположенных аналогичным образом. Однако существенные различия между двумя промоторами состоят в том, что центральная последовательность в глобиновом гене содепжнт консервативный СААТ-блок, необходимый для работы этого промотора. В случае же тимидин-кнназного гена этот блок расположен между двумя более удаленными влево (против хода транскрипции) компонентами н его присутствие не имеет столь сушественного значения. Эксперименты с делеционными мутантами гена тимидин-киназы (ТК) вируса герпеса показали, что область между положениями — !00 и — 60 контролирует частоту инициации. В отсутствие этого участка ц~сгота ищцшаб' " а"'р а ." е м,аде.бкдс с чального уровня.
Если делетируется блок ТАТА, инициация продолжает происходить, но прй этом снижается точность узнавания первоначальной стартовой точки. Аналогично в случае глобиновых генов млекопитающих деления области размером 20-30 п.н. с центром примерно около положения — 70 вызывает значительное снижение транскрипции. Для некоторых генов дрожжей также показано, что последовательность, расположенная влево от стартовой точки, играет важную роль.
В случае гистоновых генов морского ежа рассматриваемая последовательность расположена еще дальше от стартовой точки— между положениями — 139 и — 1! 1. Данные последовательности не активны, если область, предшествующая стартовой точке, делетирована, но, как правило, онн значительно увеличивают частоту инициации. Поэтому )п окко в составе промотора можно выделить две области, расположенные, как это изображено на рнс. 11.8, Обычно слева, недалеко опб положения — 60, находится область, оказывающая сильное влияние на частоту инициации. Ее делецня приводит к значительному (в 1Π— 15 раз) понижению уровня транскрипции.
Рассматриваемая область содержит консервативную последовательность, обозначаемую как блок СААТ. Возможно, что она оказывает основное действие на связывание РНК-полимеразы. Однако остаточная транскрипция, происходящая в отсут- !1. Промоторы: сайты инициации транскрипции 153 -ео -ю Ж6Ъ~~жбММ~ЪЯЬЪ/М~%/ЖЪЮбМ~ЪММ//Мы%%дня рнк тата саат О~ветс~венна за ларвлнаеалмюа салзмаание Олрелел*ат места- асака мс:кат лслсменне вл лаана астс Ч стартсвсц секи инициаци» стане этой последовательности, инициируется в надлежащей стартовой точке. Рядом со сптарпсовой точкой расположена область, содержащая блок ТАТА.
В результате делеции этой области процесс выбора стартовой точки приобретает более неустойчивый характер, хотя наблюлаемое при этом подавление транскрипции относительно невелико. Поэтому значение данной последовательности, вероятно, состоит в такой фиксации РНК-полимеразы, при которой она может инициировать транскрипцию в надлежащем сайте. Это согласуется с имеющимися данными о существовании промоторов, исходно лишенных последовательности ТАТА. В результате синтезируемые мРНК могут начинаться более чем в одной точке вместо обычной ситуации, ко~да используется единственная стартовая точка.
Каким же образом в состав промотора могут входить области, расположенные на расстоянии, превышающем то, с которым может взаимодействоваз.ь РНК-полимераза, связавшаяся с ДНК? Две возможные модели изображены на рис. 11.9. Согласно одной из них, первоначально РНК-полимераза взаимодействует с сайтом','--цаиболее удаленным влево от стартовой точхи (считая против хода транскрипции).
Затем фермент, продвигаясь, приближается к сайту иницииации. В основе другой точки зрения лежит то обстоятельство, что )п ч(чо вероятность существования ДНК в линейном виде мала. Компактная организация молекулы может привести к сближению сайтов, которые разделены в двухцепочечной ДНК (рис. 29.9). Поэтому связывающим участком для РНК-полимеразы могут быть последовательности, удаленные друг от друга в составе линейной ДНК, но пространственно сближенные ДНК-связываюшими белками. Из этого, очевидно, следует, что для работы промотора важное значение имеет взаимное рпспояоясвннв областей ДНК, входящих в его состав (а не только их первичная структура), что несколько противоречит данным, полученным при анализе тнмндин-книазного промотора.
Как мы видим, в любой из приведенных моделей область, расположенная намного левее стартовой точки, вероятно, имеет очень важное значение для связывания РНК-полимеразы, но при этом может не быть необходимой для придания ферменту правильной конфигурации, позволяюшей узнавать истинную стартовую точку. Эту функцию может осуществлять область, расположенная ближе к стартовой точке. Когда блок ТАТА делегирован, РНК-полимераза сохраняет способность к связыванию с промотором благодаря области, находящейся левее, но при этом фермент образует менее специфичные контакты вблизи стартовой точки. В результате инициация проис- холит более чем в одной точке. С другой стороны, когда отсутствует наиболее далеко отстояшая область промотора, способность РНК-полимеразы к связыванию Рнс.
! ПЕ Промоторы для РНК-полныеразы П солержат обособленные участки, выполняющие, по-анлнмому, различные фупхпнн. Промежуточные последовательности скорее вест.о не несут опрслеленных функннй. с ДНК сильно снижена, хотя наличие блока ТАТА гарантирует правильность инициации. Как объяснить тот противоречивый факт, что для транскрипции, происходящей ат чзчо, необходима последовательность, расположенная слева от положения — 60, при том, что ш чйго эта последовательность явно не представляет большого значения. Основная причина этого кроешься, очевидно, в различной эффективности процесса транскрипции (п ч(чо и аз И!го. Система ш чйго относительно малоэффективна.
В ней реально транскрибируется менее 1% матриц. Нам точно не известно, какая часть матриц используется при транскрипции )п ч(чо илн в ооцнтах, но, видимо, она намного больше, чем |п чйго. Уровень транскрипции ш чйго может соответствоватз остаточной экспрессии, которую мы наблюдаем в отсутствие промоторной последовательности, расположенной слева от положения — б0. Во всех случаях !и ч(1го матрица обладае~ более простым строением, так как молекулы ДНК не организованы в обычную компактную структуру. Это может привести к другому способу узнавания матрицы РНК-полимеразой, который скорее всего менее эффективен, возможно потому, что она использует только неко~орые участки промотора.
Даже принимая во внимание, что в системе ш ч(чо сушествуют более сложные требования, мы пока рассматриваем промотор как обособленную область, ответственную за связывание РНК-полимеразы. Ряд дальнейших результатов показал, что ситуация, возможно, не столь проста. ДНК вируса Бч40 содержит две одинаковые последовательности размером 72 п.нн расположенные тандемно на расстоянии 200 п.н. левее стартовой точки одной из транскрипционных единиц. Эти последовательности находятся в области ДНК, характеризующейся необычной структурой нуклеопротеина (гл.
30). Эксперименты по делеционному картнрованию показали, что удаление обеих 72-иунлеотндных последовательностей-повторов значительно подавляет транскрипцию ш ч(чо. В присутствии хотя бы одной из этих последовательностей транскрипция происходит нормально. На основе этих данных мы можем утнерждать, что рассматриваемая последовательность образует наиболее удаленную от стартовой точки область промотора.
Опыты, в которых 72-нуклеотидную последовательность вырезали из ДНК и затем снова вводили в какой- либо участок молекулы, показали, что в ее присутствии может восстанавливаться нормальный уровень транскрипции, причем вне завнсимоспзи опз места ее введении. Более того, если ()-глобиновый ген нстронть в молекулу ДНК, содержашую эту последовательность, уровень его транскрипции увеличивается в 200 раз. Этот эффект наблюдается, даже когда 72-нуклеотидная последовательность находится от точки старта на расстоянии, превы- 154 Часть 1Н. Синтез РНК Рнс.
! К9. Согласно одной модели, РПК-поднмернзв может передпнглтьсн вдоль матрицы от участка цервнчного узнавания к стартовой точке, что устраняет противоречие между размернмн промоторн н фермента другов првдпоноженнв основано нв том, что го тгто ДНК организована более компвктно шающем !400 п.н, против хода нли 3300 п.н. по ходу транскрипции.
Что происходит за пределами этих границ, пока не исследовано. Нам еще предстоит определить, на каком расстоянии 72-нуклеотидная последовательность перестает функционировать. Рассмотренный элемент называется усилителем транскрипции, нли энхансером. Он не входит в состав промотора, но способен увеличивать частоту инициирования транскрипции. Как он это делает? Как он может осуществлять свое действие на таких больших расстояниях? Одна из возможностей состоит в том, что энхансер изменяет всю структуру матрицы, например влияя иа организацию хроматнна или изменяя плотность суперспирализации ДНК.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
