Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 87
Текст из файла (страница 87)
САР— сахаЬО1зге нспчагог ргоге1п — Ирняг. ряд. хи Аае ТТА ТТТ ТТТТВТПТАЗ батча С ТАА монк рогпим соответствиям в аглн и ггр, мвнбв удвчным-в ггряУ В акоп но содержится последовятвльнооть — 35, в в ~гр нет поолядоввгелыюоти — |о имеет два связывающих сайта в контролирующей области (см. также ниже в данной главе). Основной сайт лежит между нуклеотндами в положении — 107 н — 78, как показано на рисунке.
(Другой сайт с более низким сродством (на рисунке не показан) лежит между нуклеотидамн — 146 и — 121. Не ясно, используется ли он гп с)но.] Напомним, что белок БАК необходим для активации обеих единиц транскрипции. Это может быть осуществлено в том случае, если ои действует из одного, расположенного в середине сайта связывания. Промоторы не были охарактеризованы путем непосредственного связывания их с РНК-полимеразой. Можно, однако, с уверенностью сказать, что каждый имеет протяженность, соответствующую примерно 50 парам оснований, расположенным против хода транскрипции от стартовой точки. Каким образом взаимодействуют различные связывающие сайты при осуществлении их характерного двойного контроля оперона агаВАВ? Выражение оперона требует, чтобы три белка связывались с ДНК одновременно, вероятно контахтируя друг с другом, как это показано на рис.
15.14. На основе результатов, полученных при изучении свойств двух типов конститутивных мутаций, мы знаем, что как С'", так н БАК проявляют свое действие через промотор. Мутации атИо позволяют оперону выражаться в отсутствие Сюй. Такие мутации локализуются в области — 35. Мутации агаХ делают возможным выражение опероиа в отсутствие как С'п, так и БАК.
Оии локализованы в области — 10. Способность РНК-полимеразы инициировать транскрипцию в промоторе агаВАВ обычно зависит от одновременного присутствия белков С'о и БАК в их сайтах связывания, однако эти требования могут быть сняты в результате мутаций. Непонятным остается характер взаимодействия этих белков. Порядок расположения сайтов связывания дает основание думать, что белок БАК взаимодействует с белком С'", что является предпосылкой для взаимодействия белка С'о с РНК-полимеразой. Такое поведение отличается от прямого взаимодействия белка БАК с РНК-полимеразой, происходящего, по-видимому, в других покусах.
Пока остается неясным, как осуществляется репрессия оперона агаВАВ. Трудно понять, каким образом белок С"", связывающийся так далеко в области, расположенной против хода транскрипции, может влиять на промо- 15. Системы контроля: средства регуляции оперонов 199 сн,он сн,он сн,он оно ! С=О с=о С =О НОСН ! неон + — нсон + — неон И вЂ” неон е вмелким неон носи носн носи срОдствам Ф СНзОРОЭ СНзОРОЭ СНЭОН СНзОН В.кеилуллзе- 1..Рибуллзи- 1. Рибуллзе Г-арзбкиезе б феефат б олафа Регуллтерима 1 бенк Элимереза Кииазз Излмараза 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 ЗбЛЛта илтлзее лтрттрбазауаззъълтллллллфвббаеетихазртуечл лтлтрюм) агар атас агао ела ! агаВ агад атас тор.
Если зто тот сайт, в котором осуществляется отрицательная регуляция, механизм должен быть отличным от действия друпух репрессоров. Не исключено, что одним нз эффектов белка С"" является предотвращение связывания белка БАК с его сайтом, Если зто так, то эффект превращения белка С"Р в С!"б сводится к перемешению белка с одной стороны БАК-сайта (где он подавляет связывание белка БАК) на другую сторону (где он помогает связыванию белка БАК). Ген агаС подвержен аутогенной репрессии белком С"". Сайт связывания белка Сщу перекрывается с последовательностью промотора гена агаС обычным путем. В репрессированном состоянии происходит основная (на низком уровне) транскрипция гена агаС, приводящая в результате к образованию белка С"Р. Создается ауто- зма емд еа змв згад ! ! 4 Араб иеза РНК-лллимеразз Рис.
15,13. Оперои ага подвергается как позитивному, так и негативному контролю белком С. Веерзу. В репрессированном систовиии белок Сто евлзыввегсв е агап Рис. 15,!2. ага-Оперон состоит из регуляторного гена агаС, отделенного от группы структурных генов агаВАР регуляторной областью 1яесцепленпые гены агля и агаЕ также контролируются агаС-генам].
Пермеезз л иизким арвдетеим Ф 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ачамтзе вгаб генный цикл, при котором содержание белка С"Р остается на уровне, достаточном только для того, чтобы поддерживать репрессированное состояние генов агаС и агаВАР. Добавление арабннозы для превращения белка С'еа в С'~~ дает двойной аффект. С одной стороны, снимается репрессия с гена агаС, что приводит к синтезу больших количеств белка С, с другой — белок Сщ активирует группу генов агаВАР. Следовательно, полный цикл представляет крайне экономичную систему, использующую появление арабинозы для увеличения количества регуляторного белка, а также для перевода генов из выключенного состояния во включенное.
Таким образом, в результате индукции образование минимальных адекватных количеств белка С' Р сменяется высоким выходом белка С!"б. лыллссосажжжулллллч!орсотзбс ьлтх бббчбс и предотвращает граискриадию Внизу. В ивдудироваиирм состоянии белок Сма свизываетсл с ага !и сва- сабствует иииаиироваиию траксариддии. Часть 1Ч.
Контроль генной экспрессии у прокариот у,азддд Ж%Ю~бЮММЪМЯЮММ~~Я~Я~%ММЖ~Ю гме «~— 1 — 107 — 78 1 БАК 1 1 1 — 144 -106 -78 -40 ) ) Ж%М?МЪ~Ж~ЖЖб~~~~ЬЯ~ЯБ~ЪЯЬЪ%МЬЯЮЬМ ) 1 с"р 1 1 ) 1 „и.' 'учМЪ%ЫМХ,ЮЮЬЮЖЯАМММЪЯМЮяхМ с 'да БАК РИКоааамераза РН Кооаимигма расположенной выше против хода транскрипции, и стартовую точку определяет регуляция. Существование уа)Р1 и да1Р2 устанавливает тот общий принцип, что выражение ряда структурных генов может быть инициировано более чем одним способом, т.е. обеспечивается возможность осуществления контроля независимыми системами. Сайт связывания белка БАК расположен достаточно близко от стартовой точки в пределах расстояния, обычно перекрываемого РНК-полимеразой.
Когда белок БАК связан с этой областью, он, по-видимому, непосредственно взаимодействует с РНК-полимеразой, влияя на ее конформацию таким образом, что она использует промотор уп1Р1, Оператор сцеплен с сайтом связывания белка БАК, но расположен дальше против хода транскрипции. Связывание с репрессором подавляет использование как да)Р1, так и уа)Р2. При данном расстоянии оператора до стартовой точки и данном промежуточном положении сайта связывания БАК остается непонятным, как работает репрессор. Не исключено, что он только управляет проявлением стерических помех, предотврап)ающих связывание РНК-полимеразы с промотором, и это пока единственное объяснение его подавляющего эффекта в случае промотора да!Р2.
Репрессор может препятствовать использованию промотора да1Р1 непрямым способом, мешая связыванию БАК. Это та же самая модель, которую мы уже рассматривали при обсуждении случая репрессии генов агаВА)7. Прн сравнении способов регуляции нескольких оперонов можно видеть, что используется ряд общих механизмов. Инициирование транскрипции контролируется белками, которые связываются со специфическими сайтами в ДНК. Присутствие белков в этих сайтах либо стимулирует, либо ингибирует связывание других белков в перекрывающихся или сцепленных сайтах. В каждом случае основным результатом является контроль способности Двойной промотор галактозного оперона Три фермента, коднруемые галактозным опероном, ответственны за превращение галактозы в галактозо-1- фосфат.
Гены уа1КТЕ транскрибируются с одной из двух стартовых точек в полицистронную мРНК, которая последовательно транслируется с образованием трех ферментов. Процесс транскрипции подвержен классической отрицательной регуляции: репрессор, кодируемый несцепленным геном да)В, инактивируется при добавлении галактозы. Для транскрипции необходимо присутствие активированного БАК-белка. На рис. 15.15 показана нуклеотндная последовательность контролирующей области да1-оперона. Использование других ее стартовых точек при транскрипции определяется условиями инициации. В присутствии активного белка БАК инициация осуществляется в точке, обозначаемой обычно + 1. (Все положения оснований в случае обоих промоторов обозначаются относительно этой точки.) Эта стартовая точка использована для идентификации промотора уа1Р1, который содержит последовательность Прибнова между основаниями в положениях — !2 и — 16 и не содержит канонической последовательности — 35.
В отсутствие белка БАК оперон еще может транскрибироваться, но инициация происходит в положении — 5. Эта точка соответствует промотору да1Р2, в котором имеется последовательность Прибнова между основаниями в положениях — !7 и — 1!. Таким образом, существует два перекрывающихся промотора, у которых разница между стартовыми точками составляет 5 пар оснований. Не известно, являются ли они независимыми в том смысле, что РНК-полимераза осуществляет полностью различный ряд контактов в каждом случае, или существует один связывающий сайт с одинаковыми контактами, производимыми в области, Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
