
- •28.1 Принципи регуляції генів
- •Ініціація транскрипції регулюється протеїнами які зв’язуються із промотором або поблизу нього
- •Багато генів прокаріот об’єднані в кластери і регулюються оперонами
- •Регуляторні протеїни мають спеціальні днк-зв’язуючі домени
- •Гелікс-поворот-гелікс
- •Гелікс-поворот-гелікс
- •Цинковий палець
- •Основний мотив гелікс-петля-гелікс
- •Поєднання субодиниць в регуляторних протеїнах еукаріот
- •Підсумок 28.1 Принципи регуляції генів
- •28.2 Регуляція експресії генів у прокаріот
- •Lac оперон здатний до позитивної регуляції
- •Спільний ефект глюкози і лактози на експресію lac оперона
- •Багато генів ензимів, що задіяні в біосинтезі амінокислот регулюються сповільненням транскрипції
- •Trp оперон
- •Індукція sos відповіді потребує утилізації репресорних протеїнів.
- •Синтез рибосомальних протеїнів скоординований із синтезом рРнк
- •Трансляційний зворотній зв’язок у деяких рибосомальних протеїнових оперонів
- •Регуляція обмеженням в e.Coli
- •Деякі гени регулюються завдяки генетичній рекомбінації
- •Підсумки 28.2 Регуляція експресії генів в еукаріот
- •Регуляція Експресії генів в еукаріот
- •Транскрипційно активний хроматин структурно відрізняється від інактивного хроматину
- •Ремоделювання хроматину ацетилюванням і нуклеосомальними перестановками
- •Багато еукаріотичних промоторів регулюється позитивно
- •Кофактори і трансактиватори, які зв’язуються із днк полегшують монтаж загальних транскрипційних факторів.
- •Еукаріотичні промотори і регуляторні протеїни
- •Комплекси протеїнів коактиваторів
- •Хореографія транскрипційної активації
- •Обернена активація транскрипції
- •Гени галактозного метаболізму в дріжджів регулюються і позитивно, і негативно
- •Регуляція транскрипції генів метаболізму галактози в дріжджів
- •Гени галактозного метаболізму у дріжджів
- •Комплекси протеїнів задіяних в активації транскрипції споріднених груп генів еукаріот
- •Експресія генів еукаріот може регулюватися міжклітинними і внутрішньоклітинними сигналами
- •Елементи відповіді на дію гормонів (евг) до яких приєднуються гормони стероїдного типу
- •Регуляція може відбуватися через фосфорилювання ядерних транскрипційних факторів
- •Посттранскрипційне мовчання гену опосередковується перешкоджанням рнк
- •Трансляційна регуляція еукаріотичної мРнк
- •Мовчання генів викликане рнк першкоджанням
- •Розвиток організму контролюється каскадом регуляторних протеїнів
- •Життєвий цикл плодової мушки Drosophila melanogaster.
- •Ранній розвиток дрозофіли
- •Розподіл продуктів материнських генів в яйці дрозофіли
- •Регуляторний цикл передної -задньої вісі в яйці дрозофіли.
- •Розподіл продукту гену fushi tarazu (ftz) в ранньому ембріоні дрозофіли
- •Гени сегментації
- •Гомеотичні гени
- •Підсумки 2.3 Регуляція експресії генів в еукаріот
- •Регуляція експресії генів в прокаріот
- •Регуляція експресії генів в еукаріот
- •Біохімія в мережі Інтернет
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