Последовательности, регулирующие инициацию транскрипции

Количество определенного фермента в клетке может регулироваться на нескольких уровнях на этапе транскрипции, трансляции, а также в процессе сборки и разрушения ферментного белка (см. рис. 28). В иерархии регуляторных воздействий наиболее сложный механизм, контролирующий количество ферментов в клетке, связан с процессом транскрипции. Специфические химические сигналы могут инициировать или блокировать транскрипцию определенного участка ДНК в иРНК. В случае индукции образованная иРНК участвует в определенной последовательности реакций, называемой трансляцией и заканчивающейся синтезом полипеп-тидных цепей. Регуляция белкового синтеза на уровне трансляции может осуществляться на любом из ее этапов, например на этапе инициации, элонгации и др. Не исключена также возможность изменения времени жизни иРНК под воздействием разных эффекторов, в том числе конечных продуктов метаболических путей. Хотя механизмы регуляции синтеза белка на уровне трансляции еще точно не установлены, ясно, что на этом этапе имеются широкие возможности для регуляции скорости синтеза различных белков. [c.117]

Факторы транскрипции. РНК-полимераза II, как и другие РНК-полимеразы (разд. 8.2 и 8.4), нуждается во вспомогательных белках для формирования функционального комплекса транскрипции. Многие из них являются ДНК-связывающими белками, узнающими один или несколько элементов, вместе составляющих промотор гена. Некоторые факторы транскрипции, вероятно, участвуют в белок-белко-вом взаимодействии с другими факторами и, таким образом, изменяют сродство и специфичность их связывания. Взаимодействуя с различными элементами последовательностей ДНК и друг с другом, разные факторы транскрипции формируют сложные белковые комплексы, которые регулируют способность РНК-полимеразы II инициировать транскрипцию. Большая часть комплексов положительно влияет на транскрипцию, усиливая ее инициацию, но известны и такие, которые осуществляют отрицательную регуляцию и, таким образом, выступают в роли репрессоров. Существуют даже факторы, которые стимулируют транскрипцию одного гена, одновременно подавляя транскрипцию другого. Многие факторы специфичны для определенных клеток или тканей либо действуют только на определенных этапах развития, что обеспечивает дифференциальную транскрипцию генов в разных тканях или в разное время. Образно говоря, РНК-полимераза II представляет собой инструмент транскрипции, а взаимодействие факторов с регуляторными сигнальными последовательностями ДНК и друг с другом определяет, в каком месте и с какой скоростью этот инструмент будет работать. [c.41]

Синтез РНК на матрице ДНК представляет собой сложный процесс, в котором участвуют РНК-полимераза и другие ферменты. Образование первичного РНК-транскрипта включает несколько стадий инициацию, элонгацию и термннацию. Больше всего известно об инициации. Идентифицирован ряд последовательностей ДНК (как правило, предшествующих сайту инициации), а также белковых факторов, связывающихся с этими последовательностями и регулирующих инициацию транскрипции. Лучше всего этот процесс изучен для прокариот и вирусов, хотя в последние годы достигнуты большие успехи в расшифровке механизма транскрипции в клетках млекопитающих. Любые изменения, затрагивающие синтез РНК, немедленно отражаются на уровне синтеза белка и приводят к различным метаболическим сдвигам в клетке. Благодаря таким модуляциям синтеза РНК организм может приспосабливаться к меняющимся условиям окружающей среды. [c.82]

Чтобы получить какой-то белковый продукт, необходимо обеспечить правильную транскрипцию кодирующего его гена и трансляцию соответствующей мРНК. Для инициации транскрипции в нужном сайте необходим промотор, а для ее остановки - терминирующий кодон. Клонированный ген часто бывает лишен таких сигнальных последовательностей, и для его экспрессии в прокариотической клетке-хозяине нужно обеспечить и то, и другое. Кроме того, поскольку для решения большинства биотехнологических задач белок должен образовываться в больших количествах, необходимо использовать промотор, который позволял бы получить высокий уровень транскрипции (сильный промотор) и распознавался РНК-полимеразой хозяйской клетки. Постоянная транскрипция клонированного гена истощает энергетические ресурсы хозяйской клетки, поэтому нужно использовать промоторы, работу которых можно регулировать либо с помощью специфических низкомолекулярных соединений, либо изменением температуры. [c.130]

РНК-полимераза нуждается в наличии сигма-фактора для связывания промотора и инициации транскрипции. Сложный процесс, требующий радикальных изменений в транскрипции или синтезе продуктов разных генов в определенной последовательности, может регулироваться серией сигма-факторов. Каждый сигма-фактор дает возможность кор-ферменту узнавать специфическую последовательность и транскрибировать именно эти гены. Замена сигма-фактора немедленно изменяет экспрессию генов. Бактериофа- [c.234]

Экспрессия генов контролируется на самых разнообразных уровнях, включая инициацию транскрипции или трансляции, процессинг, транспорт или распад мРНК либо белка. Экспрессия одного и того же гена может регулироваться на одном или нескольких уровнях, что затрудняет исследования определенного контролирующего элемента. Как же тогда изучать отдельные элементы механизма, под контролем которого находится ген Точное слияние исследуемых генов с индикаторными представляет собой изящный метод, позволяющий упростить эту задачу. Например, для определения роли транскрипционного контроля необходимо удалить большинство или все последовательности, кодирующие белок, включая специфические сигналы для пост-трансляционной модификации, и заместить их последовательностями хорошо изученного индикаторного гена. [c.363]

Последовательности, регулирующие частоту инициации транскрипции к ним относятся последовательности, ответственные за индуцибельность и репрессию транскрипции, а также клеточную, тканевую и временную специфичность транскрипции. Эти области так разнообразны по строению, положению и функциям, что для них трудно найти одно простое и емкое название. К их числу относятся энхансеры и сайленсеры-последовательности, которые оказывают дистанционное влияние на инициацию транскрипции независимо от своей ориентации относительно точки начала транскрипции (разд. 8.2.в и [c.24]

В принципе (и, возможно, в действительности) регуляция экспрессии гена может происходить на любой стадии биогенеза мРНК или во время трансляции мРНК при синтезе белка. Множество фактов указывает на то, что количество мРНК зависит прежде всего от частоты инициации транскрипции. Этот процесс регулируется в основном с помощью взаимодействий между специфическими элементами последовательностей, которые находятся в сайте инициации, но часто располагаются и на различных [c.39]

Итак, экспрессия гена ALB регулируется относительно небольшой последовательностью в пределах участка из 150 п.н., непосредственно примыкающего к сайту начала транскрипции. Эта область содержит множество сайтов связывания специфических белков одни из них обусловливают тканеспецифичность экспрессии промотора, а другие регулируют уровень экспрессии. Как именно этот комплекс связанных белков влияет на скорость транскрипции, неизвестно. Неясно также, каким образом энхансеры, находящиеся примерно на 10 т. п. н. левее и более чем на 30 т. п. н. правее сайта инициации транскрипции, активируют базальный промотор. [c.68]

Активаци.ч трипскритши на расстоянии за счет изгибания ДНК. Описывая различные эукариотические промоторы (разд. 8.2 8.4), мы подчеркивали, что транскрипция чаще всего регулируется при участии 1/1 -последовательностей, расположенных на значительных расстояниях от сайтов инициации транскрипции. Поскольку мы предположили также, что транскрипция регулируется белками, связывающимися с этими удаленными сайтами, нам следует разобраться, как регуляторные домены этих белков влияют на активность комплекса транскрипции. Имеется множество экспериментальных данных, указывающих на наличие белок-белковых взаимодействий между регуляторными доменами факторов транскрипции и компонентами комплекса транскрипции (рис. 8.106). Такие взаимодействия между белками, связанными с участками ДНК, находящимися на значительном расстоянии друг от друга, могут реализоваться, если молекула ДНК образует петлю, сближающую сайты связывания. Возможно, регуляция работы сложных промоторов, с которыми могут связываться разные белки, осуществляется за счет самых разнообразных взаимодействий между этими белками. [c.133]

Инициация новых цепей РНК регулируется многими способами. Некоторые промоторные последовательности обеспечивают высокую эффективность инициации, другие менее эффективны. Кроме того, эффективность инициации регулируется белками, которые связываются с самим промоторным участком или рядом с ним. Репрессоры блокируют транскрипцию, препятствуя связыванию РНК-полимеразы, а факторы положительной регуляции спо-собствуютинициации,облегчаясвязывание РНК-полимеразы. Эти важные регуляторные механизмы мы рассмотрим подробнее в гп. 28. [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология