Инициация транскрипции у про- и эукариот.
1)Транскрипция начинается со связывания РНК-полимеразы со спец. сигнальной посл-тью на ДНК - промотором, за которым располагается оператор и кодирующая область.В бол-ве промоторов структурных генов Е. coli есть 2 сайта связывания для РНК-полимеразы: 1) посл-тьиз 6 или 7 нукл-довТАТААТ АТАТТА(ТАТА-бокс, или бокс Прибнова); 2) TTGAC AACTG. Они расположены в области -10 и -35 нукл-дов до сайта инициации транскрипции соответственно (сайт +1).После присоед. фермента цепи ДНК расходятся, и матричная цепь становится доступной для полимеризации на ней рибонуклеотидов.
Инициацияхар-ся синтезом 1х связей в РНК. Фермент, будучи на промоторе, синтез.первые 9 нуклеотидных связей. Инициация заканч., когда РНК-полимераза начинает двигаться вдоль матрицы, освобождая промотор.
Скорость образ.мРНК (а в рез-те – и кол-во белка) опред-ся частотой инициации транскрипции данного гена. Эта частота зависит от «силы» промотора гена, которая задается посл-тью оснований в боксах Прибнова и боксе “-35”, расст. между ними и азотистыми основаниями в участке от “+1” до “+10”. Например, промотор lac-оперона является «слабым», а промоторы оперонов, кодир. жизненно-важные белки - к “сильным”. «Сильные» промоторы будут часто инициировать транскрипцию = > синтез.много мРНК и далее – молекул белка.
2)Транскрипция у эук. осущ. с пом. спец. белков — факторов транскрипции (TФ). Многие из них связываются непосредственно с нуклеотидной посл-тью длиной < 10 пар нуклеотидов (п.н.), называемой боксом /модулем /элементом инициации /регуляторным элементом (РегЭл). Каждый структурный ген (СтрГ)эук. имеет: промоторный участок (ТАТА-бокс, или бокс Хогнесса) из 8 нуклеотидов, вкл. посл-ть TATA; посл-ть ССААТ (САТ-бокс); участок из повторяющихся динуклеотидов GC (GC-бокс). Эти элементы находятся на расст. 25, 75 и 90 п.н. от сайта инициации соответственно (см.рис).
Транскрипция СтрГ начинается со связ. с ТАТА-боксом ТФ IID (TFIID) -комплекса из 14 белков. Затем с TFIID и участками ДНК, примыкающими к ТАТА-боксу, связываются другие TФ. Затем с этим комплексом связывается РНК-полимераза II и при участии доп. факторов
происх. инициация транскрипции в точке +1 (см.рис.).
Инициация транскрипции у эук. регулируется каскадом протеинкиназ, активирующих 1 из факторов инициации.Некоторыерепресс-ные гены активируются специф. внеклет. сигналом, например, ↑ tры или синтезом гормона. Гормон, попав в кровоток, связывается с рецепторами специф. клеток. В клетке гормон вступает во взаимод. с одним из клет. белков и изменяет его конформацию. Этот измен.белок проникает в ядро и связ. со специф. РегЭл, который инициирует транскрипцию нужного гена.
Альтернативный сплайсинг.
Уэукариот бол-во структурных генов (СГ) сост. из неск. дискретных кодирующих областей (экзонов), разделенных некодир. областями (интронами). По завершении транскрипции интроны вырезаются из первичного продукта транскрипции (пре-мРНК) с пом. ферментов, а экзоны сшиваются друг с другом «торец в торец» (сплайсинг) с образ.функциональноймРНК. Обычно длина экзонов= 150-200 нуклеотидов, а интронов = 40- 10 000. Очень немногие эукар.СГ вообще не имеют интронов. Иногда сплайсингмРНК может проходить по альтерн. варианту. Например, в одной ткани мРНК может образ.в рез-те соед. всех экзонов первичного транскрипта, а в другой какой-то экзон будет вырезан вместе с фланкирующими (окружающими) его интронами, и образ. др.мРНК => альтернативный сплайсинг позволяет получ. разные белки с 1го СГ. Сплайсинг регулируется белками,связ-ся с пре-мРНК в районе интроновили на границе “экзон-интрон”. Присоед.этих белков может блокировать удаление одних интронов, одновр. активируя вырезание других.