- •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
Регуляція транскрипції генів метаболізму галактози в дріжджів
Галактоза імпортується в клітину і перетворюється в галактозо-6-фосфат ланцюгом реакцій у якому задіяні шість ензимів, гени яких розкидані по більш ніж трьох хромосомах (дивюТаблицю 28-3). Транскрипція цих генів регулюється узгодженою дією протеїнів Gal4p, Gal80p і Gal3p, а Gal4p відіграє основну роль ДНК-зв’язуючого трансактиватора. Протягом активації гену Gal4p-Gal80p комплекс є неактивним. Приєднання галактози до Gal3p і її взаємодія із Gal80p призводить до конформаційних змін Gal80p, дозволяючи Gal4p функціонувати в активації транскрипції.
Підписи: Інтермедіатний комплекс (TFIID чи медіатор); Комплекс РНК полімерази II; ТАТА; ТЗП; Орг; ГВМ протеїни; Gal80p; ДПА; Gal4p; Gal3p + галактоза; Інтермедіатний комплекс; ТАТА; ТЗП; Орг; Gal3p; ДПА.
Як і бактерії дріжджі віддають перевагу глюкозі в якості основного джерела вуглецю. При наявності глюкози більшість із GAL генів знаходяться в репресованому стані незалежно від наявності галактози. Описана вище регуляторна система GAL ефективно заміщується складною системою катаболітичної репресії, що містить декілька протеїнів не позначених на Рис.28-28.
ДНК-зв’язуючі трансактиватори мають модулярну структуру
Зазвичай у ДНК-зв’язуючих трансактиваторів для специфічного зв’язування ДНК існує визначений структурний домен і декілька додаткових доменів, які приймають участь у активації транскрипції чи взаємодії із іншими регуляторними протеїнами. Взаємодія двох регуляторних протеїнів часто опосередкована доменами із лейциновими блискавками (Рис.28-14) чи гелікс-петля-гелікс мотивами (Рис.28-15). Тепер ми розглянемо три різні типи структурних доменів, що використовуються для активації ДНК-зв’язуючими трансактиваторами (Рис.28-30а): Gal4p,Sp1 і CTF1.
ДНК-зв’язуючий домен Gal4p поблизу свого N- кінця містить структуру, подібну до цинкового пальця; цей домен має шість залишків Цис, які зв’язані координаційним зв’язком із двома йонами Zn2+. Протеїн функціонує як гомодимер (із димеризацією опосередкованою взаємодією між двома надспіралізованими спіралями) і приєднується до ДАПГ, паліндромною послідовністю ДНК завдовжки із 17 н.п. Gal4p має окремий домен активації, який містить багато залишків кислих амінокислот. Екперименти проведені із метою заміни великої кількості різноманітних пептидів кислотного активаційного домену Gal4p говорять про те, що саме кислотність домену є критичною для його функціонування, хоча його точна амінокислотна послідовність може значно відрізнятися.
Sp1 (Мв 80,000) є ДНК-зв’язуючим трансактиватором значної кількості генів вищих еукаріот. Його ДНК-зв’язуючий сайт, ГЦ рамка (узгоджена послідовність ГЦГЦГЦ) розташована зазвичай поблизу ТАТА рамки. ДНК-зв’язуючий домен протеїну Sp1 розташований поблизу його карбоксильного кінця і містить три цинкові пальці. Два інших домени Sp1 приймають участь в активації і вирізняються тим, що 25% їх амінокислотних залишків складає Глн. Такі глутамін-збагачені домени характерні для багатьох протеїнів-активаторів.
ЦЦААТ-зв’язуючий транскрипційний фактор 1 - CTF1 (CCAAT-binding transcription factor, англ) належить до родини ДНК-зв’язуючих трансактиваторів, які приєднуються до ділянок ЦЦААТ (ТГГН6ГЦЦАА, де Н означає нуклеотид).
Зв’язуючий ДНК домен в CTF1 містить багато основних амінокислотних залишків, а зв’язуюча ділянка, можливо, упорядкована як гелікс. Цей протеїн немає ні гелікс-поворот-гелікс мотиву, ні цинкового пальця, а його механізм ДНК-зв’язування остаточно не відомий. CTF1 має пролін-збагачений активаційний домен із кількістю залишків проліну, що перевищує 20% усіх амінокислот.
Таблиця 28-3