ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Участки ДНК, контролирующие транскрипцию из "Современная генетика Т.2" Терминация синтеза РНК осуществляется на специальных последовательностях ДНК (терминаторах). Анализ последовательностей, расположенных на З -конце РНК-транскриптов, позволяет выявить общие структурные особенности, дающие основания полагать, что прежде, чем быть узнанными, терминаторные последовательности считываются РНК-полимеразой. Часто эти транскрипты заканчиваются цепочкой уридиновых нуклеотидов, которой предшествует участок, содержащий внутренние взаимно комплементарные последовательности в противоположных ориентациях. Как известно, такие последовательности способны образовывать шпилечные структуры. Область шпильки обычно обогащена ОС-парами, придающими этой структуре большую стабильность. Примеры строения З -концов некоторых транскриптов представлены на рис. 15.4. [c.171] В отсутствие индуктора репрессор связывается с оператором, тем самым препятствуя связыванию РНК-полимеразы с промотором. [c.174] На сегодняшний день оперонная теория получила весьма детальное экспериментальное подтверждение. Удалось выделить репрессор в чистом виде и показать, таким образом, что он действительно имеет белковую природу. Была определена аминокислотная последовательность белка-репрессора, которая, как оказалось, полностью совпадает с последовательностью, предсказанной на основании определения нуклеотидной последовательности гена I. Была также установлена нуклеотидная последовательность регуляторных участков /ас-оперона, промоторного и операторного (рис. 15.9), локализованы мутации в этих участках. Показано, что очищенный репрессор в отсутствие индуктора действительно связывается с изолированным операторным фрагментом ДНК. Репрессор также связывается с индуктором, при этом происходит аллостерическое изменение его пространственной структуры, приводящее к значительному ослаблению связи репрессора с операторной областью ДНК. [c.177] На примере /ас-репрессора, как на модели, было изучено такое важное явление, как специфическое связывание регуляторного белка с регуляторной областью ДНК. Этот феномен лежит в основе практически всех систем контроля экспрессии генов. Из всей ДНК Е. oli, состоящей из 3,210 п. н., /ас-репрессор узнает и прочно связывается только с одной операторной последовательностью, имеющей длину лишь 24 п.н. (рис. 15.10). Операторная последовательность включает симметричный палиндромный участок протяженностью 16 п.н. Палинд-ромными называют последовательности, которые по каждой из цепей (с соблюдением полярности) считываются одинаково как слева направо, так и справа налево. [c.177] Активный /ас-репрессор представляет собой тетрамер, построенный из четырех идентичных полипептидных цепей, кодируемых геном lad. Каждая цепь содержит 360 аминокислотных остатков. Реализация двух аспектов функционирования репрессора-связывание с ДНК и связывание с индуктором-определяется двумя различными участками структуры цепи. В связывании тетрамерного репрессора с ДНК основную роль играет N-концевая последовательность, содержащая около 50 аминокислотных остатков. [c.177] Каждая из двух частей операторного палиндрома связывается с одной из четырех субъединиц тетрамерного репрессора. Взаимодействие с репрессором является кооперативным-связывание одной субъединицы усиливает связывание другой. Расположение обеих пар, образуемых четырьмя субъединицами репрессора, характеризуется симметрией второго порядка. Таким образом, каждая пара может кооперативно связываться с палиндромным участком (рис. 15.10). [c.177] Все мутации I картируются на участке гена I, кодирующем N-koh-цевую область полипептида, т.е. ту область, которая непосредственно связывается с ДНК. С другой стороны, репрессор, продуцируемый мутантными клетками I , способен нормально связываться с индуктором. Это означает, что участок связывания с индуктором локализуется вне N-концевой области репрессора. Такое представление подтверждается при рассмотрении мутаций I другого типа 1 , которые проявляются в фенотипе суперрепрессии. В клетках репрессор связывается с оператором независимо от присутствия индуктора. Все мутации этого типа картируются в гене / вне области, кодирующей 50 N-концевых аминокислотных остатков репрессора. Таким образом, можно полагать, что /ас-репрессор содержит два функционально различных домена. [c.179] Представления о доменной организации молекулы репрессора были подтверждены с помощью биохимических методов. При обработке очищенного нативного репрессора протеолитическим ферментом трипсином N-концевые полипептиды отщепляются от тетрамерного кора . Оставшийся после этого кор-белок может связывать индуктор, но не способен связываться с ДНК. Таким образом, N-концевые участки полипептидных цепей (протяженностью около 50 аминокислотных остатков), вероятно, выступают за пределы относительно компактного тетрамерного кора и могут внедряться в бороздки двойной спирали ДНК, узнавать и прочно связываться с операторной последовательностью. Как мы убедимся в дальнейшем, такой способ структурно-функциональной организации характерен для многих белков, специфически узнающих определенные последовательности ДНК. [c.179] Вернуться к основной статье