ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Индукция и репрессия транскрипции из "Гены и геномы Т 2" Уровень транскрипции отдельных генов часто меняется под действием внешних сигналов. Так, в зависимости от содержания питательных веществ (например, источников углерода, азота и энергии) и взаимодействия с различными гормонами, при вирусной инфекции или воздействии металлов, света, высокой температуры и радиации транскрипция спегщфических генов или групп генов может либо индуцироваться, либо подавляться. Во многих случаях повышение или понижение эффективности транскрипции происходит в ответ на изменения доступности необходимых факторов транскрипции или их способности связываться со специфическими регуляторными элементами. Рассмотрим несколько примеров, иллюстрирующих этот механизм регуляции транскрипции. [c.69] Компоненты регуляторной системы GAL-генов. Показано положение в хромосомах относительно центромер (О) четырех генов, кодирующих ферменты GAL, и двух генов, кодирующих регуляторные белки GAL4 и GAL80. [c.70] Транскрипция, регулируемая стероидными гормонами. Многие особенности развития и физиологии позвоночных зависят от разнообразных стероидных и сходных с ними по своему действию гормонов. [c.73] Исследование областей С многих рецепторов выявило характерное расположение остатков цистеина, гидрофобных и основных аминокислот, при котором они образуют два цинковых пальца (рис. 8.50). В очищенном глюкокортикоидном рецепторе с эюй областью связаны два иона цинка. Для связывания с ДНК важны все четыре остатка цистеина, участвующих в образовании цинкового пальца, следовательно, каждый ион цинка координационно связан с четырьмя остатками цистеина, а не с остатками цистеина и гистидина, как в некоторых других факторах транскрипции (разд. 8.6.а). Об автономном характере участка С свидетельствует и то, что кодирующая его последовательность отделена от последовательностей, кодирующих области А/В и D, интронами интересно, что цинковые пальцы кодируются разными экзонами. [c.76] Цинковые пальцы ДНК-связывающего домена рецептора эстрогена человека. Аминокислотные последовательности ДНК-связывающего домена (кора) и прилегающих участков представлены с использованием однобуквенных обозначений аминокислот (рис. 1.24). [c.76] Основные аминокислоты выделены цветом, а наиболее высококонсервативные аминокислоты всех рецепторов заключены в кружки. Предполагают, что область между остатками аминокислот 252 и 262 детерминирует локализацию рецептора в ядре. [c.76] Связывание гормона нужно как для специфического и эффективного присоединения рецепторов к соответствующим HRE, так и для регуляции транскрипции генов. Необходимым условием связывания гормона с рецептором является целостность области Е, поскольку делеции, вставки или замены оснований в гене белка Е предотвращают связывание. Интересно, что способность рецептора связывать лиганд сохраняется и в отсутствие областей А/В, С и D, вероятно, потому, что Е может связывать лиганд независимо от остальной части молекулы белка. Об этой независимости области Е свидетельствуют также результаты опытов по ее замене у разных рецепторов, аналогичных опытам по замене доменов связывания ДНК (рис. 8.49). Так, если область Е рецептора эстрогенов заменить на область Е рецептора глюкокортикоидов, то химерный рецептор будет активировать транскрипцию экстроген-акцепторных генов в ответ на действие глюкокортикоидов, а не эстрогенов. [c.77] В результате связывания активированных гор-мон-рецепторных комплексов с соответствующими HRE осуществляется регуляция транскрипции, которая в зависимости от промотора, вероятно, состоит в активации или ингибировании инициации этого процесса. Один из подходов к изучению механизма активации или подавления транскрипции при связывании рецептора заключается в идентификации областей рецептора, ответственных за влияние на транскрипцию. В этом случае тоже применяли подход, основанный на внесении мутаций в кДНК, кодирующие рецепторы стероидов, гормонов щитовидной железы, вита.мина Dj и ретиноида, и на сопоставлении их с изменениями в регуляции транскрипции с участием соответствующих HRE. Предпосылкой регуляции транскрипции является связывание с ДНК комплекса рецептор-гормон, поэтому возникает вопрос какие именно структуры рецептора опосредуют регуляторный эффект Результаты исследований в целом свидетельствуют о том, что в регуляции участвуют многие области рецептора, причем наиболее важны области А/В и Е. Однако относительная значимость этих двух областей варьирует у разных рецепторов и среди разных промоторов, содержащих одинаковые HRE. Например, если область Е рецептора эстрогена удалена, то рецептор сохраняет способность связываться с ДНК, но не может нормально активировать транскрипцию с некоторых промоторов, чувствительных к эстрогенам. В то же время, несмотря на то, что делеции в областях Е некоторых рецепторов препятствуют связыванию с гормоном, не мешая при этом связыванию с ДНК, их влияние на активацию транскрипции носит разный характер в зависимости от промотора, а в ряде случаев и от клеток, в которых исследуется действие рецептора. Мутации в области А/В уменьшают эффективность активации транскрипции с участием связанного рецептора, но степень этого уменьшения зависит от рецептора и гена-мишени. Так, рецептор эстрогенов, целиком утративший область А/В, все еще связывается с эстро-ген-акцепторным элементом двух исследованных промоторов, но в одном случае эффективность активации транскрипции почти нормальная, а в другом активации вообще не происходит. [c.77] Вернуться к основной статье