Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Транскрипционные факторы: введение



 

Транскрипция ДНК проходит с участием РНК-полимеразы и зависит от множества других белков - факторов транскрипции, взаимодействующих с дискретными участками ДНК, которые образуют сложный промотор . В районе промотора, прилегающего к сайту инициации транскрипции ( кэп-сайту), обнаружены участки ( McKnight ea, 1982 ) с характерными нуклеотидными последовательностями (мотивами), которые оказывают цис-действие на экспрессию близлежащего гена. Эти элементы могут взаимодействовать с РНК-полимеразой и другими белками-факторами транскрипции. Разные ядерные белковые факторы транскрипции, представляющие собой регуляторные белки, способны связываться с теми или иными нуклеотидными последовательностями ДНК, оказывая тем самым влияние на экспрессию разных генов. Такие белки, способные к диффузии в ядре, являются транс-действующими факторами, определяющими эффективность экспрессии генов, расположенных в самых разных участках генома.

 

Область эукариотического промотора рассматривается как специфический ДНК-остов, на котором собираются белки транскрипции, узнающие свои сайты связывания и взаимодействующие как друг с другом, так и с РНК-полимеразой. Некоторые факторы транскрипции вероятно являются ферментами и в процессе этих взаимодействий осуществляются ферментативные модификации как белковых факторов, так и ДНК.

 

В инициирующий комплекс помимо РНК-полимеразы II входят несколько так называемых общих транскрипционных факторов ( TFIIА , TFIIВ , TFIID , TFIIЕ , TFIIF , TFIII , TFIIH , TFIIJ ), большинство из которых имеют четвертичную структуру [ Студинский В.М., Храпко К.Р., 1990 , Ham J. ea, 1992 , Zhu H. ea, 1994 , Lieberman P.M. and Berk A.J., 1994 ].Сборка самого комплекса начинается со связывания TFIID с ТАТА- боксом , причем сначала с ТАТА-боксом связывается одна из субъединиц TFIID - TATA-связывающий белок ( ТВР , "TATA-box binding protein") [ Студинский В.М., Храпко К.Р., 1990 , Ham J. ea, 1992 , Metz R. ea, 1994 ]. Теоретически каждый из этапов сборки инициаторного комплекса может быть лимитирующим, и ускорение какого-либо этапа может повышать скорость транскрипции [ Ham J. ea, 1992 ]. В настоящее время наибольшее значение в активации транскрипции отводится стимуляции образования стабильного комплекса TFIID-ТАТА-бокс [ Студинский В.М., Храпко К.Р., 1990 , Metz R. ea, 1994 ], хотя появляются данные о том, что отдельные модуляторы транскрипции могут взаимодействовать с другими общими транскрипционными факторами [ Zhu H. ea, 1994 , Lieberman P.M. and Berk A.J., 1994 ].

 

Появление нового фактора транскрипции в дифференцированных клетках можно рассматривать как способ включения гена на нужной стадии развития. Сведения на этот счет можно извлечь, изучая некоторые мутации, оказывающие сильное влияние на ход эмбриогенеза. Подобные мутации, вызывающие в организме глубокие изменения, называются гомеотическими, или гомеозисными, мутациями . Белки, кодируемые такими мутантными генами, вероятно, представляют собой ключевые регуляторные белки, которые контролируют активность большого числа других генов. Например, отсутствие единственного регуляторного белка ( белка-рецептора гормона тестостерона ) приводит к появлению индивидуумов с мужским (XY) генотипом, имеющих женские вторичные половые признаки. Подобная комбинационная генетическая регуляция может обеспечить развитие сложного многоклеточного организма благодаря взаимодействию даже относительно небольшого числа ключевых белков-регуляторов генной активности.

 

Типичный эукариотический транскрипционный фактор (ТФ) состоит из двух функциональных доменов: ДНК-связывающего и активирующего транскрипцию ( Ptashne, 1988 ; Mitchel, & Tjian, 1989 ).

 

ДНК-связывающий домен отвечает за точное связывание ТФ с последовательностью-мишенью, тогда как активирующий домен ТФ принимает участие в белок-белковом взаимодействии с другими факторами (адаптерами, активаторами, вспомогательными белками). Конечным результатом этих событий является формирование активного пре- инициаторного комплекса ( Ptashne, & Gann, 1990 ; Martin, 1991 ).

 

В большинстве случаев ДНК-связывающие домены эукариотических ТФ взаимодействуют со специфическими последовательностями ДНК по большой бороздке двойной спирали ДНК. Эти контакты представляют собой водородные связи (двунаправленные и опосредованные молекулами воды) и Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия между боковыми группами аминокислотных остатков, расположенными на поверхности а-спирали белка (часто они и являются "узнающим" элементом), и атомами гетероциклических азотистых оснований ДНК. Известно, что подобные контакты высокоспецифичны. С другой стороны, удельный вклад неспецифических взаимодействий (водородных связей) между атомами сахаро- фосфатного остова молекулы ДНК и белком, довольно велик. Благодаря наличию этих связей становится возможным точное стерическое соответствие между "выступающими" группами аминокислотных остатков ТФ и парами азотистых оснований ДНК сайта-мишени. Способность ДНК-связывающего ТФ вызывать активацию транскрипции определяется присутствием в его структуре активирующего транскрипцию домена ( АТД ).

 

Факторы транскрипции с точки зрения их способности взаимодействовать с ДНК могут быть двух сортов. Одни прямо взаимодействуют с определенными последовательностями ДНК. Другие способны только к белок-белковым взаимодействиям и участвуют в регуляции путем взаимодействий с факторами первой группы. Факторы выбирают гены, которые должны быть активированы в ответ на сигнал из окружения клетки и управляют действиями транскрипционного аппарата.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.