Фактор транскрипции типа

Несцепленные гены в клетке могут подвергаться согласованной регуляции для обеспечения эффективного ответа на такие внешние факторы, как присутствие в среде гормонов, рост ткани за счет клеточной пролиферации, стрессовые факторы, типа голодания или теплового шока. Ключ к пониманию механизмов, обеспечивающих согласованную регуляцию, может быть найден при сравнении 5 -фланкирующих последовательностей согласованно регулируемых транскрипционных единиц. Примеры, приведенные в табл. 16.3, указывают на то, что для генов, подверженных согласованной регуляции, характерно наличие сходных коротких последовательностей, расположенных на различном расстоянии от точки инициации транскрипции. В ряде случаев с помощью анализа мутантов показано, что такие общие последовательности действительно необходимы для индукции. Так, в дрожжевом гене his 4 в 5 -концевой области содержатся три очень сходных по структуре повтора, которые присутствуют также в других генах биосинтеза аминокислот. Для предотвращения индукции гена в ответ на аминокислотное голодание необходима делеция всех трех повторов, которая в то же время не сказывается на обычном конститутивном уровне экспрессии гена his 4. [c.224]

Итак, регуляция транскрипции у эукариот -это очень сложный процесс. Структурный ген может иметь множество регуляторных элементов, которые активируются специфическими сигналами в клетках разного типа в разное время клеточного цикла. Однако некоторые структурные гены находятся под контролем уникального фактора транскрипции. Специфические белки могут взаимодействовать с определенными регуляторными элементами и блокировать транскрипцию или связываться со всем транскрипционным комплексом еще до инициации транскрипции или во время элонгации. [c.47]

Как и ожидалось, для инициации транскрипции с участием трех разных РНК-полимераз используются разные регуляторные последовательности, при этом последние располагаются каждая на определенном расстоянии от точки начала транскрипции. Кроме того, для РНК-полимеразы каждого типа требуются свои вспомогательные белки (факторы транскрипции), которые связываются с этими регуляторными последовательностями. Транскрипция с участием РНК-полимераз 1 и II частично зависит от нуклеотидных последовательностей, расположенных на участке длиной примерно 100 пар оснований, включающем 5 -конец соответствующих единиц [c.22]

Несмотря на то что нуклеотидные последовательности элементов T -I и ТС-П идентичны, белок АР2 связывается только с ТС-П. Мутационные изменения в ТС-П блокируют связывание АР2 и понижают активность энхансера. Соседние элементы ТС-П и GT-I вместе образуют кор, который является сайтом связывания фактора транскрипции АРЗ, а в клетках печени-фактора С/ЕВР (рис. 8.32). Мутационные изменения в нуклеотидной последовательности кора тоже блокируют связывание АРЗ и нарушают работу энхансера. Необходимо ли для функционирования энхансера присоединение обоих факторов, АР2 и АРЗ, или каждый из них может самостоятельно активировать транскрипцию в зависимости от типа клеток или физиологического статуса, неясно. Частично очищенные факторы транскрипции АР2 и АРЗ способны к связыванию специфических последовательностей и могут активировать транскрипцию с промоторов, содержащих родственные элементы. [c.57]

Репрессированный хроматин. Большая часть генов многоклеточных организмов эукариот экспрессируется только на определенных стадиях развития и/или только в определенных тканях. Это означает, что клетки должны располагать эффективными средствами подавления транскрипции всех генов, кроме тех, которые функционируют в клетках данного вида. Репрессия больших групп генов в принципе может осуществляться путем ограничения доступности необходимых факторов транскрипции, но, по-видимому, такой механизм маловероятен. Об этом свидетельствует тот факт, что гены, обычно не экспрессирующиеся в клетках определенного типа, могут экспрессироваться при введении их в клетки путем трансфекции. Например, гены глобина после трансфекции в фибробласты экспрессируются в 1000 раз эффективнее, чем эндогенные глобиновые гены в составе хромосом более того, это различие сохраняется при последовательных клеточных делениях даже несмотря на то, что трансфицированные гены встраиваются в хромосомы. Как правило (хотя и не всегда), активность транскрипции генов, переданных путем трансфекции, бывает на порядок выше, чем у соответствующих эндогенных генов. Этот феномен объясняют тем, что репрессия происходит в результате изоляции молчащих генов в хрома-тиновых структурах более высокого порядка, из-за чего они становятся недоступными для комплексов транскрипции. [c.136]

Положительная или отрицательная регуляция определяется типом белков, вовлеченных в механизм регуляции. Получены доказательства существования минимум 3 типов белков, участвующих в регуляции процесса инициации транскрипции, опосредованного через РНК-полимеразу специфические факторы, репрессоры и активаторы. Первые вызывают изменение специфичности РНК-полимеразы к данному промотору или группе промоторов репрессоры связываются с промотором, блокируя тем самым доступ РНК-полимеразы к промотору активаторы, напротив, связываются вблизи промоторного участка, повышая связывание промотора и РНК-полимеразы. [c.538]

Биосинтез РНК (транскрипция). Биосинтез РНК на матрице ДНК называется транскрипцией. Это важный элемент экспрессии генов. Для биосинтеза РНК необходимы следующие факторы матрица — двухцепочечная или одноцепочечная ДНК четыре типа рибонуклеозидтрифосфатов — АТФ, ГТФ, ЦТФ и УТФ ДНК-зави-симая РНК-полимераза, катализирующая синтез РНК по уравнению (НМФ)п + НТФ = (НМФ)п+1 + РРп двухвалентные ионы магния, марганца регуляторные белки. [c.305]

Сразу же, как только стало ясно, что функции РНК-полимеразы подразделяются между минимальным ферментом, ответственным за элонгацию синтезирующейся РНК, и сигма-фактором (а-фактором), участвующим в выборе промотора, возник вопрос о возможности существования нескольких типов сигма-факторов, специфичных для разных классов промоторов. Как правило, такой механизм сам по себе, по-видимому, не используется для контроля транскрипции у бактерий. Но при определенных обстоятельствах в жизненном цикле бактериальной клетки происходят коренные изменения. При этом наблюдается выключение транскрипции ранее экспрессируемых генов и включение новых транскрипционных единиц. В этих случаях, возможно, происходит введение долговременных изменений непосредственно в РНК-полимеразу. [c.157]

Среда обитания любых организмов подвержена постоянным изменениям. Поэтому можно полагать, что в результате естественного отбора значительные преимущества получили организмы, которые оказались способны регулировать свою генетическую активность для того, чтобы приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды. Регуляция генетической экспрессии придает организмам необходимую гибкость в выборе способов утилизации доступных в данной ситуации ресурсов, что позволяет поддерживать максимальную скорость репродукции и обеспечивать устойчивость по отнощению к действию неблагоприятных факторов окружения. Так, бактерии, растущие на богатой среде, содержащей удобный источник углерода, например глюкозу, а также все 20 аминокислот, могут размножаться быстрее, если они не расходуют своих ресурсов на синтез многочисленных ферментов, необходимых для утилизации менее удобных источников углерода или для биосинтеза самих аминокислот. Использовать эти метаболические функции клетке необходимо только тогда, когда вышеназванные компоненты отсутствуют в окружающей среде. Наиболее простой и эффективный контроль генетической активности у прокариот осуществляется на уровне транскрипции. Многочисленные примеры использования регуляции этого типа были обнаружены и изучены для Е.соИ и других бактерий. [c.167]

Согласно модели активации генов, приведенной на рис. 10-40, некоторые из регуляторных белков > высших эукариот имеют функции, отличающие их от бактериальных аналогов. Вместо того, чтобы способствовать посадке РНК-полимеразы (или факторов транскрипции) на близлежащий промотор (см. рис. 10-27), некоторые сайт-специфические ДНК-связывающие белки могут участвовать в деконденсации хроматина в определенном участке хромосомы, могут удалить нуклеосому с соседнего энхансера или промотора и обеспечить таким образом доступ белков-регуляторов обычного типа. Однако полной уверенности в том, что в эти события имеют место в действительности, нет. Вполне вероятно, что наблюдаемые отличия в структуре хроматина активных генов являются закономерным следствием сборки факторов транскрипции и/или РНК-полимеразы на последовательности промотора, а не условием, необходимым для инициации транскрипции. [c.214]

Транскрипция каждого гена контролируется его регуляторной областью, расположенной вблизи сайта, с которого начинается транскрипция в направлении от 5 - к З -концу. Эта область представляет собой участок двойной спирали ДНК и комплементарно связанные с ним регуляторные пептиды. Иными словами, регуляторные области генов представляют собой нуклеопротеиновые комплексы (НПК). В состав НПК входят белки двух типов репрессоры (они предотвращают транскрипцию гена) и факторы транскрипции, которые включают транскрипцию (Ja ob, Monod, 1961). Эти белки осуществляют контроль за экспрессией генов и синтезом белков, необходимых клетке на данном этапе существования, не расплетая двойной спирали ДНК. Как оказалось, для пептидных факторов транскрипции (ФТ) нет необходимости внедряться во внутренние области двойной спирали, так как на ее внешнюю поверхность экспонированы протон-донорные, протон-акцепторные и гидрофобные группы каждой пары оснований. [c.145]

Система Y2H включает в себя два гибридных белка приманку (bait) - X-AD и хищника (ргеу) - Y-DBD, каждый из них, в свою очередь, построен из двух половин белков X или Y, взаимодействие между которыми исследуется, а также одного из двух доменов активатора транскрипции DBD или AD (рис. 49, а). Кроме того, интегральной частью системы Y2H является ген-репор-тер, находящийся под контролем промотора, активируемого фактором транскрипции с доменами AD и DBD. Если белки X и Y взаимодействуют между собой, то их димеризация будет сопровождаться сближением ассоциированных с ними доменов, что приведет к образованию гетеродимера с активностью исходного фактора транскрипции и активацией гена-репортера, экспрессию которого легко обнаружить фенотипически, например, по ферментативной активности кодируемого этим геном белка. Плаз-миду- приманку и плазмиду- хищника вводят в гаплоидные клетки дрожжей, относящиеся к разным типам спаривания, а и а, скрещивание между которыми приводит к образованию диплоидных штаммов, содержащих обе плазмиды. [c.356]

Влияние антибиотиков на трансляцию. На синтез полипептидной цепи могут влиять различные антибиотики. Несмотря на то что описанный выше механизм синтеза белка во многом универсален, в разных типах клеток существуют значительные различия в структуре рибосом и специфичности белковых факторов, участвующих в синтезе белка. В результате возникают различия в ингибировании трансляции отдельными антибиотиками. Следовательно, данные по ингибирующему действию трансляции отдельными антибиотиками должны относиться к конкретной клетке аналогично, результаты, полученные in vitro, не должны переноситься непосредственно на процессы, протекающие in vivo. Индивидуальные антибиотики довольно специфично ингибируют разные стадии белкового синтеза. Так, акти-номицины действуют на уровне транскрипции, связываясь с кодирующей цепью ДНК, а пуромицин ингибирует терминацию белкового синтеза. [c.371]

Адресная доставка гибридных белков к специфическим последовательностям нуклеиновых кислот. Технологии гибридных белков могут быть использованы для доставки полипептидов к специфическим последовательностям нуклеиновых кислот. В частности, путем объединения доменов типа цинковые пальцы , участвующих в распознавании последовательностей ДНК факторами транскрипции, с каталитическим доменом рестриктазы Fokl удается изменить специфичность действия этой эндонуклеазы [180]. [c.380]

С помощью аналогичного подхода можно изменять специфичность и самих факторов транскрипции, что удалось продемонстрировать с помощью гибридных а-субъединиц РНК-полимеразы Е. соИ. В этих опытах объединяли N-концевую часть основной а о-субъединицы с С-концевой последовательностью а32-субъединицы, которая обеспечивает распознавание РНК-поли-меразой Е. соИ промоторов генов теплового шока. Полученный гибридный белок после объединения с минимальным ферментом РНК-полимеразы, не содержащим а-субъединицу, придавал ему способность инициировать транскрипцию на гибридных промоторах, составленных из консенсусных (-35)-последовательности а32-зависимых промоторов и (-Ю)-последовательности промоторов а о [181]. Путем замены в молекуле РНК-полимеразы Е. соН а-субъединицы дикого типа на гибридную а-субъединицу, которая содержала С-концевой домен а-субъединицы В. subtilis получали фермент, регулируемый активатором транскрипции этой бактерии [182]. [c.380]

Число белковых факторов, которые относят к рянс-действующим, все возрастает, хотя не все они до конца охарактеризованы. Функционирование любого отдельного фактора зависит от типов и организации определенных участков ДНК-г/t/i -элeмeн-тов, входящих в состав регуляторной области гена. Эта зависимость очень сложна. Так, некоторые факторы транскрипции связываются не с одним типом элементов ДНК, а отдельные последовательности ДНК могут связывать факторы нескольких [c.41]

ОС-богатый повтор, аналогичный присутствующему в ДНК SV40, встречается во многих других клеточных и вирусных регуляторных областях, включая области регуляции генов HIV-1, тимидинкиназы вируса герпеса, дигидрофолатредуктазы, ме-таллотионеина-1д, гидроксиметилглутарил-СоА редуктазы и гипоксантин-гуанин- фосфорибозил-трансферазы. Этот элемент функционирует как сайт связывания специфического фактора транскрипции Spl, который в больших количествах содержится в клетках многих типов и рассматривается в данном разделе ниже. [c.51]

Для оптимальной транскрипции кроме белков, составляющих описанный комплекс преинициации, необходим фактор транскрипции Spl, который связывается с G -богатыми элементами размером 21 22 п.н., а также ряд других факторов транскрипции (рис. 8.32). Эти дополнительные факторы зависят от типа клеток и условий, в которых происходит экспрессия промотора ранней области SV40. [c.55]

Для точной и эффективной транскрипции генов класса III при участии препаратов очищенной РНК-полимеразы III нужны еще некоторые белки. Конкретный набор необходимых факторов транскрипции варьирует среди различных генов класса III и зависит от локализации и типа элементов, ответственных за регуляцию транскрипционной активности генов. В большинстве случаев необходимые факторы транскрипции относятся к уникальным факторам, характерным только для экспрессии генов класса III. Но некоторые гены класса III, зависящие от 5 -регуляторных элементов (например, гены тРНК и малых ядерных и цитоплазматических РНК), нуждаются в дополнительных факторах транскрипции, вероятно родственных тем белкам, которые, как полагали ранее, специфичны в отношении транскрипционных комплексов с участием РНК-полимеразы II (разд. 8.3.з). Терминация транскрипции генов 5S-pPHK, по-видимому, опосредуется только РНК-полимеразой III, хотя для других генов класса III, возможно, необходимы связанные с ней факторы транскрипции. [c.91]

В дальнейшем различается были созданы микроматрицы с нанесенными в строгом порядке образцами ПЦР-фрагментов кДНК для сотен и тысяч известных генов человека и других организмов. Часто создают специализированные микроматрицы для анализа экспрессии определенных типов генов контролирующих клеточный цикл, апоптоз, сплайсинг, трансляцию, синтез цитокинов, комплемента, факторов свертывания крови, факторов транскрипции и др. Например, Т. Шенк с сотрудниками (1998 г.), используя четыре микрочипа, содержащих в сумме фрагменты кДНК для 6600 генов человека, изучили на первичной культуре фибробластов кожи человека, как инфицирование цитомега-ловирусом человека влияет на экспрессию этих генов. Оказалось, что данная вирусная инфекция достоверно изменяет (увеличивает или уменьшает) экспрессию 258 генов. [c.55]

Были рассмотрены три группы эукариотических генов, транс-[ крипция которых осуществляется разными РНК-полимеразами при участии белковых факторов, взаимодействующих с характерными для каждой группы регуляторными элементами. Однако кроме них существуют еще гибридные системы транскрипции, в которых, по-видимому, одновременно могут использоваться способы регуляции, представленные в каяадом из рассмотренных типов транскрипции. Так, РНК-полимераза П1 транскрибирует гены алых ядерных РНК (см. гл. Vni) типа U6, а также гены 7SK РНК неизвестной функции, хотя те и другие не содержат внутренних промоторов и, напротив, на 5 -конце несут ряд элементов, характерных для систем транскрипции с помощью РНК-полимеразы П. [c.212]

Регуляторные белки обладают и другими свойствами. Мы уже видели, что существуют позитивные регуляторы, которые названы так потому, что в их присутствии выражение структурных генов включается. В отсутствие регулятора гены не могут выражаться. Примером регуляции такого типа является инициирование транскрипции путем образования новых сигма-факторов (гл. 12) или специфическая антитерминация транскрипции (гл. 13). [c.178]

Подводя итоги, можно отметить, что для регуляции экспрессии la -оперона используются два типа контролирующих факторов, каждый из которых в свою очередь находится под влиянием условий среды. Взаимодействие репрессор—оператор можно назвать регуляцией по принципу все или ничего . В клетке присутствует всего лищь около 10 молекул репрессора, которые быстро инактивируются даже при низких концентрациях индуктора-производного лактозы. Система взаимодействия комплекса САР—сАМР с соответствующим центром связывания дает возможность более плавно регулировать частоту инициации транскрипции. При низкой концентрации сАМР эта частота невелика, поскольку большинство молекул белка-активатора САР неактивны. При повыщенном уровне сАМР значительная доля белка существует в форме комплекса САР—сАМР, заметно повышающего частоту инициации транскрипции генов оперона. [c.183]

РНК-полимераза, фермент, катализирующий транскрипцию ДНК, представляет собой сложную молекулу, состоящую из многих полипептидных цепей. В эукариотических клетках обнаружено три РНК-полимеразы 1,11 и 111. Эти ферменты эволюционно связаны друг с другом и с бактериальной РНК-полимеразой, у них имеются одинаковые субъединицы. По-видимому, после инициации транскрипции от каждого фермента отделяются одна ти несколько субъединиц, называемых факторами инициации. Вместо них к ферментам присоединяются субъединицы, называемые факторами элонгации. Они необходимы для удлинения цепи РНК, ее терминации и модификации. Вероятно, факторы элонгации у различных типов полимераз разные, именно этим можно объяснить, почему транскрипты, синтезируемые каждым ферментом, модифицируются по-разному. [c.170]

В разд. 18.1 рассматриваются различные типы клеточных препаратов, обычно используемых в энзимологических исследованиях, после чего следует описание того, как измеряется активность ферментов вообще и ферментов шести основных классов в частности (разд. 18.2). С помощью ферментов можно изучать различные процессы регуляции, связанные с изменениями их активности в разд. 18.3 рассматриваются эти процессы в целом, а также два основных типа регуляции — аллосте-рический и путем ковалентной модификации. Присутствие и отсутствие тех или иных ферментов у определенной бактерии зависит, разумеется, от ее генотипа. Но даже если у бактерии имеются определенные гены, их транскрипция и трансляция с образованием соответствующих молекул фермента могут и не происходить. Здесь следует учитывать факторы, участвующие в регуляции генетической экспрессии и, следовательно, синтеза ферментов, рассмотренные в разд. 18.4. И наконец, поскольку ферментативные реакции редко протекают в бактериальных клетках как изолированные процессы и чаще всего являются частью сложной сети метаболических путей и циклов с взаимозависимыми этапами, мы сочли нужным рассмотреть здесь некоторые общие и специальные методы анализа путей метаболизма (разд. 18.5). [c.375]

Однако, несмотря на такое обилие факторов, участвующих в транскрипции, есть достаточно оснований считать, что мы можем научиться искать промоторы на молекуле ДЖ, исходя только лишь из последовательности нуклеотидов в ней. Ведь промоторы, узнаваемые ферментом одного типа, имеют сходную первичную структуру, проблема заключается в формализации этого сходс.тва. [c.115]

Ре1уляция на этапе инициации 1ранс1фипцин. В 1960-е годы Ф. Жакоб и Ж. Моно установили, что в явлениях индукции и репрессии принимают участие белковые факторы — репрессоры, продукты специальных генетических элементов — генов-регуляторов (1-генов), способные в определенных условиях тормозить процесс транскрипции на этапе инициации, поэтому оба этих типа регуляции относят к негативным. [c.74]

Смотреть страницы где упоминается термин Фактор транскрипции типа: [c.489] [c.430] [c.318] [c.416] [c.444] [c.41] [c.64] [c.102] [c.102] [c.24] [c.13] [c.126] [c.126] [c.546] [c.297] [c.140] [c.471] [c.145] [c.115] [c.79] [c.35] [c.79]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология