Транскрипция инициирование

Рис. 10,1. Инициирование транскрипции происходит в несколько последовательных этапов, в процессе которых закрытый двойной комплекс переходит в открытый, а затем в тройной комплекс.

Инициирование транскрипции - важнейший этап в осуществлении контроля генной экспрессии. При решении вопроса о необходимости экспрессии определенного гена часто этот этап является первым, а иногда единственным. Как контролируется способность РНК-полимеразы инициировать транскрипцию на конкретном промоторе На некоторых промоторах РНК-полимераза в принципе способна эффективно инициировать транскрипцию, хотя регуляторные белковые факторы могут препятствовать этому процессу. В других случаях одной полимеразы для инициации недостаточно и необходимо присутствие дополнительных белков. Эти белковые факторы узнают последовательности ДНК, расположенные рядом с промотором или перекрывающиеся с ним. Таким образом, несмотря на то что промотор определяется как последовательность, с которой взаимодействует РНК-полимераза, прилегающие области также могут оказывать влияние на способность фермента инициировать транскрипцию. [c.139]

После того как границы промотора уже определены, можно исследовать значение конкретных оснований, вводя точковые мутации или используя другие способы изменения последовательности ДНК. Как и в случае бактериальной РНК-полимеразы, такие мутации можно охарактеризовать как усиливающие или ослабляющие транскрипцию. Некоторые из этих изменений могут сказываться только на скорости инициирования транскрипции, другие могут влиять на ее специфичность, так как приводят к изменению местоположения стартовой точки. Для уверенности в том, что мы имеем дело с молекулами, ко- [c.150]

Рассмотренный элемент называется усилителем транскрипции, или энхансером. Он не входит в состав промотора, но способен увеличивать частоту инициирования транскрипции. Как он это делает Как он может осуществлять свое действие на таких больших расстояниях Одна из возможностей состоит в том, что энхансер изменяет всю структуру матрицы, например влияя на организацию хроматина или изменяя плотность суперспирализации ДНК. Но возможно также, что энхансер обеспечивает расположение матрицы в определенном месте в клетке, например прикрепляя ДНК к ядерному матриксу. Существует еще одна возможность, хотя и менее вероятная,-энхансер непосредственно уча.ствует в связывании РНК-полимеразы (после чего фе >мент начинает двигаться собственно к промотору). [c.154]

Переключения инициирования транскрипции [c.157]

Первыми указаниями на то, что в спорулирующих клетках происходят изменения транскрипционной специфичности, послужили данные о том, что некоторые бактериофаги способны инфицировать вегетативные, но не спорулирующие клетки. При этом развитие бактериофагов нарушается из-за неспособности транскрибировать свою ДНК. Мы не можем описать все изменения, происходящие при споруляции не знаем мы и возможных механизмов, принимающих участие в этом процессе, но ряд превращений, происходящих на ранних стадиях (как сейчас стало ясно), связан с изменениями в специфичности инициирования транскрипции РНК-полимеразой. [c.157]

Следовательно, в основе обычного механизма репрессии лежит связывание репрессора с оператором, перекрывающего, по крайней мере частично, последовательность, которая должна узнаваться РНК-полимеразой. Перекрывание не всегда происходит в одной и той же области промотора. Например, у фага лямбда оператор лежит в области, расположенной слева от промотора (гл. 16). Однако общий принцип сводится к тому, что связывание репрессора с оператором мещает РНК-полимеразе подойти к своему промотору, что препятствует инициированию транскрипции. [c.182]

Для генов, которые находятся под позитивным контролем, экспрессия возможна только в присутствии активного регуляторного белка. Каким образом это достигается Существует множество различных систем позитивного контроля. Системы, действующие на инициирование транскрипции определенных оперонов, яв- [c.188]

При сравнении способов регуляции нескольких оперонов можно видеть, что используется ряд общих механизмов. Инициирование транскрипции контролируется белками, которые связываются со специфическими сайтами в ДНК. Присутствие белков в этих сайтах либо стимулирует, либо ингибирует связывание других белков в перекрывающихся или сцепленных сайтах. В каждом случае основным результатом является контроль способности [c.200]

Как мы уже видели в разделах об отдельных оперонах, белок БАК является фактором положительного контроля, необходимым для инициирования транскрипции в зависимых от него промоторах. Белок активен только в присутствии циклического АМР, которая ведет себя как классический низкомолекулярный индуктор (рис. 15.1). При уменьщении содержания циклического АМР белок [c.201]

При рассмотрении литического каскада фага лямбда мы могли видеть, что вся программа запускается в действие путем инициирования транскрипции предранних генов N и его в двух промоторах-Рь и Pr. Поскольку фаг [c.210]

На рис. 16.6 приведена увеличенная карта регуляторной области, на которой показано, что промоторы PL и Рк лежат по обе стороны от гена с1. С каждым промотором ассоциирован оператор (Оь, О к), с которым связывается белок-репрессор для предотвращения инициирования транскрипции РНК-полимеразой. Последовательность каждого оператора перекрывается с последовательностью контролируемого промотора. Поэтому часто они описываются как контролирующие области Р1 /0] и Рк/Ок. [c.211]

Транскрипция на стадии I приводит к появлению мРНК для двух белков N и Сго (названия белков набраны прямым щрифтом, а названия генов-курсивом). Функционируя как фактор антитерминации, белок N создает возможность экспрессии генов второй стадии. В присутствии белка N поток транскрипции, инициированный на Р и Pr, преодолевает р-зависимые терминаторы tu и ir,. В результате появляется мРНК от гена ein до гена int в левом опероне и от гена сП до в правом оперо-не. Транскрипция правого оперона прекращается на терминаторе t , а транскрипция левого оперона прекращается в области bj (рис. 15.13, светло-серые стрелки). Мутанты, дефектные по функции гена N, гибнут из-за очень сильного снижения уровня транскрипции на стадии II, в результате которого гены, существенные как для лизиса, так и для лизогенизации, не экспрессируются. [c.185]

Действие большей части гормонов осуществляется по одному из двух механизмов. В одном случае гормон присоединяется к рецептору на клеточной мембране. Например, глюкагон, адреналин и АКТГ связываются на поверхности клеток и стимулируют синтез сАМР (гл. 5, разд. В, 5), что в свою очередь запускает процесс химической модификации белков. Вполне вероятно, что стимуляция синтеза простагланди-нов (гл. 12, разд. Е, 3) осуществляется именно таким образом. Второй механизм действия гормонов связан с их присоединением к цитоплазматическим рецепторам, что в конечном счете приводит к влиянию на про цесс транскрипции РНК. Стероидные гормоны, тироксин и гормон роста (соматотропин) относятся к числу соединений, которые действуют, по-видимому, именно таким образом. Рецепторы стероидных гормонов, локализованные в цитоплазме, прочно связывают поступающие в клетку стероиды [2]. После этапа активирования комплекс гормон — рецептор проникает в ядро, где связывается с определенными участками хроматина (связывающими местами), причем в последнем процессе, по-видимому, принимают участие некоторые негистоновые белки [3]. Химические основы указанных взаимодействий еще не выяснены. Можно лишь сказать, что в конечном итоге это приводит к инициированию транскрипции отдельных генов в клетках, чувствительных к гормонам [За]. [c.316]

Действие Г на транскрипцию оперонов, ответственных за синтез аминокислот, и генов рибосом направлено на изменение скорости инициирования транскрипции Предполагают, что механизм этого процесса включает взаимод Г с ферментом РНК-по1имеразой (катализирует синтез РНК из нуклеотидов), после чего ее сродство к промоторам рибосомных генов понижается, а к промоторам аминокислотных оперонов возрастает Влияние Г на протекание остальных процессов не изучено Не исключено, что лишь некоторые из них регулируются непосредственно Г, а остальные изменения носят вторичный характер [c.618]

Позднее формильная группа и остатки метионина, аланина и серина удаляются (полностью или частично — в зависимости от структуры конкретного белка). Вполне можно думать поэтому, что именно кодон, детерминирующий метионин, точнее — узнающий К-формилметионил-5-РНК, является инициирующим. Формилирование происходит на уровне специфической метионил-s-PHK в результате переноса формильной группы от N -формил-ТГФ. Таким образом, инициирование трансляции, а вместе с тем и транскрипции (поскольку эти два процесса, как известно, тесно связаны между собой) зависит от наличия ацилированной s-PHK, т. е. в конечном счете от обмена одноуглеродных соединений. [c.532]

Число рибосом, принимающих участие в трансляции определенной мРНК в какой-либо момент времени, зависит от эффективности узнавания инициирующих последовательностей. В случае триптофановых генов Е. соИ, кинетика экспрессии которых изучена хорошо, как правило, в каждый момент времени около 15 молекул РНК-полимеразы находится на транскрипционной единице, состоящей из 7000 пар оснований. С момента транскрипции до момента деградации каждую мРНК, вероятно, успевают протрапслировать около 30 рибосом. Поэтому, если каждую минуту происходят пять актов инициирования транскрипции, то это позволяет в данный промежуток времени синтезироваться около 150 молекулам белка, при условии что клетка находится в стационарной фазе роста. [c.119]

Продукты транскрипции представляют собой дискретные молекулы, имеющие предопределенные 5 -и З -концы. Из этого следует, что инициирование и терминирование транскрипции должны происходить в определенных сайтах ДНК. Инициация предполагает образование комплекса между РНК-полимеразой и ДНК в участке, расположенном вблизи нуклеотида, с которого начинается транскрипция. Последовательность ДНК, необходимая для образования этого комплекса, называется промотором. Промотор может включать в себя как последовательности, непосредственно связывающиеся с инициирующим комплексом, так и те, которые прилегают к этому участку. (Распознавание этих последовательностей необходимо для инициации, но они не являются частью стабильного сайта связывания.) То место, с которого начинается включение первого нуклеотида в синтезирующийся транскрипт, называется стартовой точкой. [c.132]

Поскольку РНК-полимеразе необходимо нарушить структуру ДНК, образование открытых комплексов и транскрипция быстрее протекают на отрицательно су-перспирализованной кольцевой ДНК, чем на линейной. То напряжение, которое возникает в двойной спирали в результате суперспирализации, облегчает расплетание двух цепей. Это может иметь важное значение для инициирования транскрипции по крайней мере на некоторых промоторах (гл. 11). Поскольку образование промоторов предполагает разделение цепей ДНК, то открытый комплекс между голоферментом и ДНК менее стабилен в условиях низкой температуры и высокой ионной силы, тог- [c.134]

В средней части рисунка маленькими стрелками показаны сайты, влияющие на функционирование промотора. Стрелки, направленные вниз, обозначают ослабляющие мутации, а стрелки, направленные вверх,-мутации, усиливающие инициирование транскрипции. Показано суммарное число мутаций, обнаруженных для аждого положения в случае всех изученных промоторов. [c.145]

Мы точно не знаем, какая особенность последовательности ДНК в пределах этой границы необходима для узнавания РНК-полимеразой. Поскольку стартовая точка далеко не всегда попадает в эту область, можно заключить, что от геометрии комплекса зависит, в каком месте происходит инициация. Возможно, когда фермент связывается слева от стартовой точки, комплекс способен вытягиваться по направлению хода транскрипции. Блок ТАТА всегда расположен внутри промоторной области его особое значение для транскрипции подтвердилось в опытах с введением двух мутаций в ген, кодирующий ко-нальбумин у цыпленка. Замена Т в третьей позиции блока Хогнесса на G приводит к возникновению мутации, сильно ослабляющей транскрипцию гена. Эффект этот обусловлен не просто изменением состава пар оснований, так как замена, приводящая к появлению А, оказывает такое же действие (при этом только изменяется ориентация пары Т—А). Следовательно, важное значение имеет, видимо, точная последовательность блока ТАТА. Как было показано, этой области достаточно для инициирования транскрипции in vitro. Об этом свидетельствует тот факт, что последовательность положения от — 32 до — 12, относящаяся к области поздних генов транскрипционной единицы аденовируса, встроившись в различные участки ДНК бактериальной плазмиды, способна инициировать транскрипцию на расстоянии 30 п. н. от места своего включения. [c.150]

Поэтому промотор для транскрипции 5S-PHK находится внутри самого гена между положениями -Ь 55 и + 80. Фрагмент, содержащий эту область, способен осуществлять инициирование транскрипции любой ДНК на расстоянии 55 п. н. перед сайтом своей интеграции. Каким же образом РНК-полимераза инициирует синтез РНК в области, предшествующей расположению своего промотора Наиболее предпочтительное объяснение состоит в том, что размеры фермента позволяют ему одновременно связываться с промотором и взаимодействовать с областью, отстоящей от него на расстояние 55 п. н. Так же как и в случае с РНК-полимеразой II, геометрия связывания фермента с промотором должна определять местоположение стартовой точки, но пиримидины при этом не могут быть использованы при инициации. Поэтому фермент обладает некоторой свободой при выборе ближайшего пурина, участвующего в инициации. Конечно, между ферментами существуют различия так, РНК-полимераза II танавливает контакт с точкой старта, расположенной от п мотора по ходу транскрипции, тогда как РНК-полимераза III связывается в противоположной ориентации (при условии, что промотор является местом связывания). [c.155]

В связи с локализацией промотора во внутренней части гена возникает принципиальный вопрос. Когда промотор располагается с внешней стороны транскрипционной единицы, то он способен эволюционировать независимо, удовлетворяя лишь потребностям ферментов. Но последовательности ДНК, необходимые для инициирования транскрипции, осуществляемой РНК-полимеразой III, должны отвечать условиям, диктуемым структурой довольно различных синтезирующихся молекул, таких, как тРНК, 5S-PHK, VA РНК и малые ядерные РНК. Как же эти последовательности обеспечивают все необходимое для взаимодействия с РНК-полимеразой III [c.155]

Рис. 12.1. При споруляции происходят последовательные изменения в специфичности инициирования транскрипции РНК-полимеразой В. subtilis.

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]

Каким образом репрессор предотвращает транскрипцию Он связывается с последовательностью ДНК, названной оператором и обозначаемой как la O. Оператор расположен между промотором la P и группой структурных генов la ZYA. Если репрессор связывается с этим сайтом, его присутствие предотвращает инициирование транскрипции в промоторе, которая осуществляется РНК-полимеразой. [c.178]

Гены, находящиеся под негативным контролем, экспрессируются при условии, что они не выключены взаимодействием белка-репрессора с соответствующим регуляторным сайтом. Любое действие, создающее помехи для экспрессии генов, может обеспечить негативный контроль, но существует единообразие в этих механизмах белок-репрессор либо связывается с ДНК, предотвращая инициирование транскрипции ферментом РНК-полимеразой, либо связывается с мРНК, предотвращая инициирование трансляции рибосомами. [c.188]

Почти с самого начала изучения триптофанового оперона было известно, что помимо комплекса промотор— оператор в регуляции участвует еще и другой сайт. Его существование впервые было обнаружено в результате наблюдений, показавших, что делетирование последовательности, расположенной между оператором и кодирующей областью trpE, приводит к повышенной экспрессии структурных генов. Этот эффект не зависит от репрессии возрастают как базальный, так и дерепрессированный уровни транскрипции. Следовательно, происходящие при этом события совершаются после того, как РНК-полимераза покинула промотор (независимо от условий, существующих в момент инициирования транскрипции). [c.191]

Внизу. В индуцированном состоянии белок связывается с aval и способствует инициированию транскрипции. [c.199]

Обычно фаговые гены детерминируют функции, обеспечивающие предпочтительную репликацию фаговой ДНК. Эти функции могут быть связаны с инициированием репликации или даже с обеспечением клетки новой ДНК-полимеразой. Некоторые изменения всегда вносятся в способность клетки-хозяина осуществлять транскрипцию. Они могут выражаться в замещении РНК-полимеразы или модификации ее способности инициировать или терминировать процесс транскрипции. Результат всегда один и тот же транскрибируется предпочтительно фаговая мРНК. Что касается белкового синтеза, обычно фаг удовлетворяется использованием аппарата клетки-хозяина, изменяя его активность в основном путем замещения бактериальной мРНК на фаговую мРНК. [c.206]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология