16. Факторы транскрипции эукариот.
РНК-полимераза эукариот не может просто так связаться с ДНК, ей нужны белки TF
Есть несколько факторов:
TFIID (РНК-полимераза II - связывается с TATA, изгибает ДНК) = TBP + TAF
TBP - изгибает ДНК для облегчения связывания
TAF - связывается с in (инициатор) и EC-боксом, и удерживает полимеразу на ДНК
TFIIA - стабилизирует TFD с ДНК
TFIIB+TFIIF - сажают РНК-полимеразу II на ДНК
TFIIE - ?
TFIIH - хеликаза - разворачивает ДНК
? - киназа - фосфорилирует РНК-полимеразу II, изменяя её активность.
Фосфорилировання РНК-полимераза II переходит в стадию элонгации.
Другие факторы модифицируют РНК-полимеразу II. Бывают общие и специфические.
Например, рецепторы гормонов.
У TF есть 2 части - активаторный домен и ДНК-связывающий домен (есть только у TF) - повышает или снижает константу связывания РНК-полимеразы с ДНК.
ПОДРОБНЕЕ:
Синтез РНК у эукариот осуществляют три различных фермента: РНК-полимеразы 1, 2 и 3.
На всякий случай напоминаю, что
· РНК-полимераза1 синтезирует большие 28S и 18S рибосомальные РНК.
· РНК-полимераза 2 транскрибирует гены, кодирующие белки, а так же гены гены малых ядерныхРНК
· РНК-полимераза 3 отвечает за синтез 5S рРНК и тРНК
Ни одна из РНК-полимераз эукариот не способна самостоятельно связываться с промоторами транскрибируемых ими генов. Для присоединения к транскриптонам эукариот служат специфичные для каждой РНК-полимеразы белковые факторы транскрипции (TFфакторы): РНК-полимеразы1,2 и 3 требуют участия факторов транскрипции, называемых TF1, TF2, TF3соответственно.
Различные факторы транскрипции присоединяются к ДНК в различных местах относительно точки начала транскрипции.
Пр: факторы TF1D и TF2D (латинская буква в конце означает каким по счету был найден фактор) связываются с ДНК и образуют комплексы с РНК-полимеразами перед сайтом начала транскрипции, а фактор TF2C – сразу после соответствующего сайта. Фактор TF2D, существенный для многих промоторов РНК-полимеразы 2, называется еще ТАТА-фактором, так как он связывается с ТАТА-боксом, расположенным за 25н.п. до сайта начала транскрипции.
Особенности структуры факторов:
Вся их структура направлена на обеспечение специфического взаимодействия их аминокислотных последовательностей с азотистыми основаниями ДНК. Обычно состоят из 2 доменов: 1 – отвечает за связывание ДНК, 2 – регуляция транскрипции. Пр: GAL4в дрожжах. Одна его часть отвечает за связывание, другая – за активацию транскрипции, в доменах связывания ДНК найдены характерные структурные элементы: спираль-петля-спираль.
Активация
ТФ могут быть активированы/деактивированны путем воздействия на их сигнал-чувствительный домен различным образом:
· связывание лиганда — необходимой для функционирования субстанции, не входящий в состав полипептида (например, ионов Zn2+)
· фосфорилирование — многие ТФ должны быть фосфорилированы для получения возможности связывать ДНК.
· взаимодействие с другими ТФ и/или корегуляторными белками.
У эукариот большое разнообразие регуляторных последовательностей, таких как:
· ТАТА-бокс
· Энхансеры (усилители)
· Сайленсоры (глушители)
· Адапторные элементы
· + СААТ-бокс (регулирует частоту инициации транскрипции)
Эти последовательности могут быть далеко от начала транскрипции, поэтому воздействуют через соответствующие регуляторные белки => нужно много факторов транскрипции.
Влияние этих регуляторных последовательностей на транскрипцию связано с изменением топологии цепей ДНК, в частности с образованием петель, что приближает регуляторные последовательности к промоторам, с которыми они взаимодействуют посредством белковых факторов.
Действие энхансеров:
Имеет неспецифический характер, т.к. они способны усиливать транскрипцию с любых доступных промоторов (возможно тканеспецифично)
Действие сайленсоров:
Блокируют транскрипцию генов, обладающими всеми необходимыми для транскрипции регуляторными элементами. Действуют через белки группы SIR, которые способны оккупировать большие области ДНК и тем самым закрывать доступ к белкам, способным инициировать транскрипцию. При этом репрессируются все гены на расстоянии в несколько тысяч н.п. от сайленсора.
Действие адапторных элементов:
Проявляют избирательную чувствительность по отношению к стероидным гормонам, цАМФ, глюкокортикоидам. Специфически регулирует клеточный ответ на тепловой шок, действие металлов и некоторых химических соединений. Обладают специфическими нуклеотижными последовательностями, узнаваемыми белками.
ТАТА-бокс:
Располагается в промоторной области, с ним связываются TFIIA, TFIIB, TFIID.
Все эти регуляторные последовательности имеют модульное строение:
На факторы транскрипции влияют регуляторные белки, такие как NF1, SP1 и др. Они могут связываться с регуляторными элементами, изменяя их активность. Бывают активирующие (АР1, АР2, Ery F1, SP1) и подавляющие (NF1). Из-за них даже энхансер может подавлять транскрипцию.