Промотор РНК-полимеразы II

Перед генами, транскрибируемыми РНК-полимеразой II ( Shenk T., 1981 ), у высших многоклеточных эукариот, в том числе и у человека, в пределах 100-200 п.н. перед стартом транскрипции была выявлена сложная мозаика промоторных элементов, представленных короткими нуклеотидными последовательностями ("мотивами"): TATA , CAAT и GC -блоки.

Схема регулируемой промоторной области показана на рис 4 svtr . Регуляторные элементы промотора, управляющие транскрипцией гена, включают в себя три основных компонента:

Основной промотор (core или basal promoter),

Проксимальные элементы , расположенные рядом с основным промотором (proximal elements),

энхансеры , действие которых менее зависит от расстояния. Проксимальные элементы располагаются на растоянии от нескольких десятков до нескольких сотен пар оснований минималтьного промотора. Энхансеры могут находиться на расстоянии нескольких десятков килобаз. Некоторые элементы промоторов, такие как ТАТА, GC и ССААТ боксы (см. рис 4 svtr - http://humbio.ru/humbio/01122001/tr_sv2/00025751.htm ) очень часто встречаются в самых различных промоторах.

Другие менее распространены, и как раз они работают в ответ на множество сигналов, диктующих поведение клеток. Инициация транскрипции регулируется за счет взаимодействия факторов транскрипции с этими элементами и друг с другом. Упрощенно можно считать, что если элементы кор-промотора задают точку начала транскрипции, регуляторные проксимальные и другие элементы увеличивают частоту, с которой транскрипция инициируется.

Множество белковых факторов транскрипции действуют на мишени в ДНК и друг на друга, регулируя транскрипцию

ДНК участок TATA - бокc

На расстоянии 27-30 п.н. от кэп-сайта расположен TATA-мотив, усредненный вариант которого (так называемый consensus) можно представить как TATA(A/T)A(A/T) . Положение TATA-элемента строго определяет сайт инициации транскрипции , т.е. 5'-конец транскрипта . При повреждении или удалении TATA-элемента образуется набор молекул РНК с разными 5'-концами. Отдельные нуклеотидные замены в TATA-элементе могут приводить к резкому снижению эффективности транскрипции.

Промоторная зона некоторых генов (например, гена гидроксиметилглутарилKoA-редуктазы - ключевого фермента биосинтеза холестерола у человека) не содержит TATA-элемента, и транскрипция начинается с нескольких разных сайтов. Образующиеся РНК различаются по 5'-концам в районе нетранслируемой лидерной последовательности. Возможно, различные лидерные зоны определяют характер регуляции экспрессии генов на уровне трансляции .

ДНК участок: GC-блок

В пределах 100-200 п.н. (GC бокс часто встречающийся на расстоянии -90. Это расстояние сильно варьирует) перед стартом транскрипции многих генов находятся по крайней мере еще два коротких нуклеотидных "мотива", усредненные варианты которых можно представить как GGGCGG ("GC-мотив") и CCAAT . Предполагается, что "GC-мотив", который может встречаться несколько раз по длине промоторной зоны , включающей 200-300 п.н., характерен для промоторных районов генов, работающих конститутивно и обеспечивающих общеклеточные функции. Действительно, такие повторы обнаруживаются перед генами, кодирующими белки, необходимые для жизнедеятельности самых разных клеток организма. Перед генами глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и фосфоглицераткиназы человека вкраплены соответственно девять и два таких мотива. Нельзя исключить, что "GC-мотивы" принимают непосредственное участие и в индукции генной активности, поскольку они обнаружены и в промоторах ряда индуцируемых генов.

GC бокс Узнается фактором Sp1 .

ДНК участок CAAT бокс

Последовательность CCAAT (CAAT) встречается в промоторной зоне разных тканеспецифических генов: в положении -80-50 разных генов глобинов, в гене тиреоглобулина и других генах. CAAT-блок расположен в той же области, что и GC-блок . Роль "мотива CCAAT" может быть достаточно важной в регуляции активности глобиновых генов, активируемых или репрессируемых на определенных стадиях развития. Репрессия синтеза ню-глобина плода у взрослого организма снимается в случае мутационного замещения одного нуклеотида в последовательности CCAAT. Мутация приводит к т.назыв. наследственной персистенции (сохранению синтеза ню-глобина плода у взрослых). В промоторах глобиновых генов отсутствует "GC-мотив".

Поиск по сайту: