Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Зта последовательность представляет собою гек- сануклеотид АООАОА, отличающийся от соответствующей последовательности ТТОАСА, характерной для генов вегетативной сталин роста Либо области — 35 или — 10, либо обе вместе обусло- вливают, возможно, принадлежность промоторов к опре- Рнс. !22. Транскрипция гонов фага ЯРО! контролируется двумя последоаательнымн заменами сигма-фактора, прнаодящнмн к нзменснню спсцнфнчносгн транскрнпцнн.
12. Переключения инициирования транскрипции 161 действуют на специфичность выбора промотора. Поэтому мы не можем утверждать, что всегда только сигма-фактор участвует в выборе промоторов. Новая фагоспецифическая РНК-полимераза При инфекции Е. сой фагом ТЗ и Т7 происходит ряд последовательных событий, аналогичных тем, которые наблюдаются прн инфнцированни В.
зиЫйз фагом ЯРО!. Сразу же после начала инфекции начинают транскрибироваться гены класса 1 (ранние гены). Их транскрипция прекращается одновременно с выключением синтеза белков клетки-хозяина, Это происходит приблизительно через 6 мин после начала инфекции, когда включается транскрипция генов классов и и П1. Гены, относящиеся к классу 11, транскрибируются в течение примерно 15 мин после инфицирования; гены класса П1 активны вплоть до наступления лизнса клеток. Гены, принадлежащие к классу П1, транскрибируются более эффективно, чем гены класса и. Переключение транскрипции с генов класса 1 на гены класса ПДП также зависит от фагового белка.
Фаговые мутанты, дефектные по гену 1, не способны осуществлять этого переключения. Данный ген кодирует белок с мол. массой 107000 дальтон, необходимый для транскрипции как генов класса и, так и генов класса 1и. Но этот белок не модифицирует бактериального фермента, а является новой фагоспецифической РНК-полимеразой. В гл.
10 мы уже упоминали, что рассматриваемый белок может являться «наименьшей» из возможных РНК-полимераз. Действительно, этот фермент высокоспецифичен: геномы фагов ТЗ и Т7 организованы сходным образом, но у каждого ген 1 кодирует РНК-полимеразу, строго специфичную по отношению к своей ДНК. Стратегия геномов этих фатов имеет сходство со стратегией фага зРО!, но тактика, используемая для реализации закодированной информации, до некоторой степени различна.
Общее свойство состоит в наличии класса генов, транскрибируемых бактериальной РНК-полимеразой. Один из этих генов кодирует белок, ответственный за транскрипцию последующего класса или классов фаговых генов. Поскольку фаги ТЗ и Т7 кодируют собственную полноценную РНК-полимеразу, то включение транскрипции генов классов и и 1П не должно препягствовать работе РНК-полимеразы Е.
сой, которая экспрессирует бактериальные и ранние фаговые гены. Однако другой ранний фаговый ген 0,7 кодирует протеиикиназу, обладающую широкой специфичностью и способную фосфолирировать В- и В'-субъединицы бактериальной РНК-полимеразы. Возможно„именно этим объясняется тот факт, что к концу раннего периода транскрипция бактериальных и ранних фаговых генов прекращается.
К настоящему времени определены последовательности многих промоторов, узнаваемых РНК-полимеразой фага Т7. Они существенно отличаются от промоторов, с которыми взаимодействует фермент клетки-хозяина. Размеры промоторов фага Т7 меньше, чем размеры бактериальных промоторов. Для них характерно наличие консервативной последовательности протюкенностью в 23 и.
н., занимающей положение от — 17 до + 6. Внутри этой области нет аналога блоку Прибнова, хотя промотор обогащен парами А — Т и обнаруживаются два по- стоянных участка, состоящих исключительно из оснований А — Т (выделенных жирным шрифтом). -17 гш +е Т ААТАСО А СТСАСТАТА666АЗА Нуклеотид, отмеченный звездочкой (ч), является стартовой точкой (+ 1). Когда РНК-полимераза фага Т7 обнаруживает эту последовательность, то она образует инициирующий комплекс, в котором участок от положения — 5 ло + 1 локально расплетен, Во всех анализированных промоторах, относящихся к классу П1, рассмотренная последовательность из 2З п.н.
одинакова. В каждом промоторе,принадлежащем к классу и, обнаруживается замена по крайней мере двух осно-. ваний. По-видимому, эти незначительные отклонения способны объяснить различную эффективность, с которой РНК-полимераза узнает промоторы классов П и П1. Но остается неясным, каким образом эти различия связаны с более ранним выключением транскрипции промоторов класса П. Для того чтобы РНК-полимераза фага Т7 инициировала синтез РНК, по-видимому, необходима только часть консервативной последовательности.. Когда последовательность, находящаяся слева от положения — 12, заменяется другой ДНК, то промоторы этого класса сохраняют способность взаимодействовать с ферментом.
Иными свойствами обладает последовательность промотора фага ТЗ, имеющая общий с промотором фага Т7 участок от положения — 9 до + 4, однако не узнаваемая РНК-полимеразой фага Т7. По-видимому, в случае обеих РНК- полимераз последовательность, одинаковая в промоторах фагов ТЗ и Т7, выполняет одну и ту же роль, однако первоначальное узнавание осуществляется по-разному, и основное значение в нем придается последовательностям, расположенным левее.
При скрещиваниях между фагами ТЗ и Т7 можно получить рекомбинантов по гену 1. Специфичность в выборе промотора у таких рекомбинантов характерна для того фага, от которого получен правый конец гена, соответствующий концевому участку белка. Вероятно, эта часть РНК-полимеразы образует контакт с областью промотора, расположенной слева от положения — 9.
Эксперименты такого типа приближают нас к тому, чтобы понять, как полимераза узнает нужные промоторы в ДНК. Иэ характеристики этих фаговых промоторов мы видим, что по своим основным свойствам они аналогичны бактериальным промоторам. Для процесса специфичного узнавания промотора необходимо, чтобы очень небольшая последовательность ДНК была консервативной. Эта последовательность располагается внутри связывающего участка, в состав которого, вероятно, входят еще и другие последовательности. Рекомендуемая литература Многие обзоры по этому вопросу касаются в основном описания самого процесса. В качестве примеров рассматриваются споруляция, освещенная у Хоче (Нос)х Аб».
ОепеГ., 18, 67 — 98, 1976), и фаги ТЗ)Т7, описанные Льюином (Еезг(и, ш Оепе Ехргеззюп, 3, Р1азшкЬ апд Рйадез, %1!еу, Хезч Уог)г, 1977, рр. 682 — 723) Определение большей части последовательности фага Т7 Данном и Стьюдером (1уилгь 5~игйег, 1. Мо1 Вю1., 148, 303-330, 1981) подтвердило правильность прежних представлений. Воп- Часть П1. Синтез РНК 162 Глава 13 ТЕРМИНАЦИЯ И АНТИТЕРМИНАЦИЯ рос о промоторах подробно рассматривается у Роуза (йо."а, 1. Мо!.
Вю1., 147, !99-204, 1981). С большим упором на генную экспрессию представлен материал по споруляции и индуцируемых ею изменениях в транскрипции в обзорах Лозика н Перо ((.ох!с(г, Рего, Как только РНК-полимераза инициирует транскрипцию, она начинает продвигаться вдоль матрицы, синтезируя РНК до тех пор, пока не достигнет терминируюшей последовательности. Здесь фермент перестает включать нуклеотиды в растущую цепь РНК, освобождает образовавшийся продукт и отделяется от ДНК-матрицы.
(Точно не известно, в какой последовательности происходят два последних события.) При терминации все водородные связи, удерживающие вместе гибрид РНК вЂ” ДНК, должны быть разорваны; только после этого происходит восстановление двухцепочечной структуры ДНК. Последовательность ДНК, необходимая для остановки транскрипции, называется терминатором. О терминаторах у эукариот известно относительно немного, но терминаторы у бактерий и фагов исследованы очень хорошо. Терминаторы значительно различаются по своей эффективности, а также по зависимости от регуляторных белков, по крайней мере при их исследовании ш тйго. На некоторых терминаторах терминационные события могут быть предотвращены под действием специфических регуляторных белков„взаимодействующих с РНК- полимеразой.
В результате антвтерминацин фермент продолжает синтезировать РНК за пределами терминатора. Это явление называется прочитыванием терминатора (этим же термином обозначают проскакивание рибосомой терминирующего кодона при супрессии). Антитерминация представляет собой особый регуляторный механизм. Различные белки (факторы антитерминацни) позволяют РНК-полимеразе проскакивать определенные терминирующие последовательности. Таким образом, контролируется способность фермента транскрибировать гены, расположенные за терминатором. Данный механизм характерен для регуляторных систем фагов.
Описывая события, происходящие при терминации, этот процесс необходимо рассматривать не просто как способ, обусловливающий образование 3'-конца молекулы РНК, а как удобный механизм, контролирующий генную экспрессию. Таким образом, и прикрепление РНК-полимеразы к ДНК (инициация), и отделение фермента от матрицы специфически контролируются. Обнаруживаются интересные аналогии между системами, участвующими в инициации и терминации. В обоих случаях должен обязательно происходить разрыв водородных связей (первоначальное плавление ДНК при инициации и диссоциация гибрида РНК вЂ” ДНК при терминации), и в обоих случаях требуются дополнительные белковые факторы, взаимодействующие с минимальным ферментом. Не исключено, что эти процессы осуществляются двумя различными формами ферментов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
