Хореографія транскрипційної активації

Тепер ми можемо підсумувати послідовність подій транскрипційної активації типового промотора Пол II. Ремоделювання хроматину, що відіграє критичну роль у ініціації транскрипції відбувається поступово. Деяким ДНК-зв’язуючим трансактиваторам притаманна значна спорідненість до відповідних місць зв’язування навіть увипадку, коли ці місця зв’язування заховані у хроматині. Приєднання трансактиватора полегшує приєднання інших, поступово витісняючи деякі нуклеосоми.

Приєднані трансактиватори здатні взаємодіяти із ГАТ чи комплексами ензимів SWI/SNF (або обома), прискорюючи ремоделювання навколишнього хроматину. Таким чином трансактиватор може залучати і інші компоненти, необхідні для подальшого ремоделювання хроматину і уможливлення транскрипції визначених генів. Зазвичай приєднання трансактиваторів опосередковане через TFIID або медіатор (або обидва) стабілізує приєднання Пол II і асоційованих із нею транскрипційних факторів значно полегшуючи формування комплексу преініціації транскрипції. Складність таких регуляторних сіток є радше правилом, аніж винятком, із ДНК-зв’язуючими трансактиваторами, які прискорюють транскрипцію.

Сценарії запуску транскрипції можуть різнитися від одного промотора до іншого, хоча більшості промоторів властивий визначений порядок взаємодії всіх компонентів ініціації транскрипції. Цей процес не є завжди швидким. У деяких генах він може тривати хвилини, а у певних генах вищих еукаріот - декілька днів.

Обернена активація транскрипції

Хоча і рідко, але у деякі регуляторні протеїни еукаріот можуть приєднуватися до Пол II промоторів і вступати у ролі репресорів, інгібуючи утворення активних комплексів преініціації (Рис.28-27,б). Деякі трансактиватори можуть приймати різноманітні конформації, що уможливлює їх використання в ролі активаторів чи репресорів транскрипції. Для прикладу, декотрі із рецепторів стероїдних гормонів (описані нижче) функціонують у ядрі у ролі ДНК-зв’язуючих трансактиваторів, стимулюючи транскрипцію певних генів у випадку наявності в клітині сигналу стероїдних гормонів. При відсутності такого сигналу рецептор-протеїн повертається до конформаціійного стану репресора, попереджуючи формування комплексу преініціації. У деяких випадках така репресія включає взаємодію із деацетилазами гістонів і інших протеїнів, здатних відновлювати навколишній хроматин до попереднього транскрипційно-неактивного стану.

Гени галактозного метаболізму в дріжджів регулюються і позитивно, і негативно

Деякі описані вище загальні принципи регуляції можна проілюструвати на одній із добре вичених регуляторних сіток еукаріот (Рис.28-28). Необхідний для транспорту і метаболізму галактози дріжджів ензим кодується генами розкиданими по декількох хромомсомах (Таблиця 28-3). Кожен із GAL генів транскрибується незалежно, а клітини дріжджів на відміну від бактерій не мають оперонів. Одначе, всі GAL гени мають подібні промотори і скоординовано регулюються загальними протеїнами. Промотори GAL генів складаються із ТАТА рамки і послідовності Орг та допоміжних послідовностей активації (ДПА), які впізнаються ДНК-зв’язуючим транскрипційним активатором відомим як Gal4 протеїн (Gal4p). Регуляція експресії генів галактозою включає взаємодію між Gal4p і двома іншими протеїнами, Gal80p і Gal3p (Рис.28-28). Gal80p формує комплекс із Gal4p, попереджуючи функціонування Gal4p у ролі активатора GAL промоторів. При наявності галактози вона приєднується до Gal3p, який потім взаємодіє із Gal80p, дозволяючи функціонувати Gal4p у ролі активатора у різних GAL промоторах.

Інші протеїнові комплекси також відіграють роль у функціонуванні транскрипції GAL генів. Це може бути і SAGA комплекс для ацетилювання гістонів, і SWI/SNF комплекс ремоделювання гістонів і медіаторний комплекс. Із рисунка 28-28 можна уявити всю складність взаємодій протеїнів в загальному процесі активації транскрипції в клітинах еукаріот.

Рисунок 28-28