- •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
Гени галактозного метаболізму у дріжджів
-
Функція протеїну
Локалізація в хромосомі
Розмір протеїну
(кількість залишків)
Відносна експресія при різних джерелах вуглецю
Регульовані гени
GAL1
|
Галактоза |
II |
528 |
- |
- |
+++ |
GAL2
|
Галактоз пермеаза |
XII |
574 |
- |
- |
+++ |
PGM2
|
Фосфоглюкомутаза |
XIII |
569 |
+ |
+ |
++ |
GAL7
|
Галактоз1-фосфатуридилтрансфераза |
II |
365 |
- |
- |
+++ |
GAL10
|
УДФ-глюкоз 4-епімераза |
II |
699 |
- |
- |
+++ |
MEL1
|
-галактозидаза |
II |
453 |
- |
+ |
++ |
Гени-регулятори
GAL3
|
Індуктор |
IV |
520 |
- |
+ |
++ |
GAL4
|
Активатор транскрипції |
XVI |
881 |
+/- |
+ |
+ |
GAL80
|
Інгібітор транскрипції |
XIII |
435 |
+ |
+ |
++ |
Джерело: адаптовано із Reece, R. & Platt, A. (1997) Signaling activation and repression of RNA polymerase II transcription in yeast. Bioessays
Рисунок 28-29
Комплекси протеїнів задіяних в активації транскрипції споріднених груп генів еукаріот
Система GAL демонструє складність цього процесу, хоча досі не відомо чи всі протеїни задіяні в цьому процесі впливають на транскрипцію гену GAL. Відмітьте, що багато комплексів (як, наприклад, SWI/SNF, GCN5-ADA2-ADA3 і медіатор) впливають на транскрипцію багатьох генів. Формується комплексу відбувається ступінчасто. Спочатку приєднується ДНК-зв’язуючий трансактиватор, а потім – додаткові протеїнові комплекси необхідні для ремоделювання хроматину і уможливлення початку транскрипції.
Підписи: ГВМ протеїни; ТАТА; GCN5-ADA2-ADA3; ДПАГ; Gal4p; TFIID; ТЗП;ТАТА; TFIID; ТЗП; ДПАГ; Комплекс РНК-полімерази II; TFIID; ТЗП; медіатор; SWI/SNF; TFIIF; TFIIH; TFIIE; ДПАГ
Рисунок 28-30
ДНК-зв’язуючі трансактиватори
(а) Типові ДНК-зв’язуючі трансактиватори CTF1, Gal4p і Sp1 мають і ДНК-зв’язуючий домен, і домен активації. Природа активаційного домену позначена символами – – –, кислотний; Глн-Глн-Глн – збагачений глутаміном; Про-Про-Про - збагачений проліном. Деякі або усі із цих протеїнів здатні активувати транскрипцію шляхом взаємодії із інтермедіатними комплексами типу TFIID чи медіатором. Відмітьте, що позначені тут ділянки зв’язування зазвичай не можна побачити поруч поблизу одного гену. (б) Химерний протеїн, що містить ДНК-зв’язуючий домен чи Sp1 і активаційний домен CTF1 стимулює транскрипцію при наявності ГЦ рамки.
Підписи: (а) ГВМ протеїни; TFIID; ТАТА;ТЗП; TFIIH; Про-Про-Про; CTF1; – – –; ДПАГ; Глн-Глн-Глн; Sp1; ГЦ; ДНК; Gal4p; (б) TFIID; ТАТА; ТЗП; TFIIH; Про-Про-Про; CTF1; Sp1; ГЦ; ДНК
Дискретна активація ДНК-зв’язуючих доменів регуляторних протеїнів часто відбувається повністю незалежно, як це було продемонстровано в експерименті із заміною домену. Методами генної інженерії (Розділ 9) можна з’єднати збагачений проліном активаційний домен CFT1 та ДНК-зв’язуючий домен Sp1 із метою створення протеїну здатного, як і нормальний Sp1, приєднуватися до ГЦ рамки ДНК і активувати транскрипцію розташованих поблизу промоторів (як на Рис.28-30,б). ДНК-зв’язуючий домен Gal4p був замінений подібним чином на ДНК-зв’язуючий домен прокаріотичного LexA репресора (із SOS-відповіді; Рис.28-22). Такий протеїн-химера не зв’язується ні з ДПАГ, ні з GAL генами дріжджів (на відміну від нормального Gal4p) аж доки послідовнсіть ДПАГ не замінена на сайт LexA.