Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
1-3% от нормального, а при обычном картировании гиперчув-ствительных
участков удается выявить все, кроме участка ДНК, затронутого делецией.
Очевидно, различные гиперчувствительные участки по-разному влияют на
процесс транскрипции гена Sgs 4. Судя по всему, наиболее отдаленный
(дистальный) участок необходим для изменения структуры хроматина в
области протяженностью около 500 п. н. Наличие этого участка-необходимое
условие инициации транскрипции. Второй участок в последовательности ДНК,
вероятно, также требуется для нормального осуществления транскрипции,
однако он едва ли непосредственно вовлечен в изменение структуры
хроматина.
Таким образом, представленные результаты свидетельствуют о том, что так
же, как и в случае прокариотических генов, участки ДНК, предшествующие
последовательностям эукариотических генов, необходимы для регуляции
экспрессии этих генов. Однако в отличие от прокариотических генов
некоторые из этих участков могут использоваться для регуляции структуры
хроматина, в то время как другие могут участвовать в регуляции структуры
самой ДНК, выступая в качестве необходимых компонентов в процессе точного
взаимодействия РНК-полимеразы с ТАТА-последовательностью перед началом
транскрипции гена.
Был выдвинут целый ряд правдоподобных и даже взаимно не исключающих друг
друга гипотез относительно функционального значения 5'-фланкирующих
последовательностей. Характерно, что все они основаны на представлении об
участии специфических регуляторных
Рис. 16.13. Крестообразная шпилечная структура, которую может принимать
5'-фланкирующая область ДНК гена tk. Считается, что образование
водородных связей между комплементарными участками первой и второй
дистальной Последовательности (см. рис. 16.4) может делать структуру
такой двойной шпильки достаточно стабильной.
224
Экспрессия генетического материала
белков, которые пока еще не были идентифицированы. Вышеупомянутые
регуляторные гипотезы включают следующие предположения:
1. Гиперчувствительные участки ДНК могут возникать за счет действия
регуляторных белков, специфически связывающихся с определенными
последовательностями, вытесняющих эти последовательности из контакта с
нуклеосомами. В результате структура данного участка ДНК меняется таким
образом, что он становится аномально чувствительным к расщеплению ДНК-
азой I.
2. Гиперчувствительные участки могут содержать особые последовательности,
которые сами по себе способствуют локальному изменению конфигурации ДНК.
Так, первый и второй дистальные участки, расположенные с 5'-конца по
отношению к ТАТА-последовательно-сти гена tk (рис. 16.4), содержат
инвертированные повторы, которые могут формировать альтернативную
крестообразную структуру (см. рис. 16.13).
3. Гиперчувствительные участки могут содержать последовательности или
находиться рядом с последовательностями, которые способствуют переходу
ДНК из В- в Z-форму. Такой переход будет изменять число правосторонних
витков спирали и таким образом способствовать образованию открытой
структуры. Этот эффект может сказываться на достаточно отдаленных
участках спирали и тем самым обеспечивать необходимое изменение структуры
ДНК в области инициации транскрипции.
Согласованная регуляция экспрессии генов
Несцепленные гены в клетке могут подвергаться согласованной регуляции для
обеспечения эффективного ответа на такие внешние факторы, как присутствие
в среде гормонов, рост ткани за счет клеточной пролиферации, стрессовые
факторы, типа голодания или теплового шока. Ключ к пониманию механизмов,
обеспечивающих согласованную регуляцию, может быть найден при сравнении
5'-фланкирующих последовательностей согласованно регулируемых
транскрипционных единиц. Примеры, приведенные в табл. 16.3, указывают на
то, что для генов, подверженных согласованной регуляции, характерно
наличие сходных коротких последовательностей, расположенных на различном
расстоянии от точки инициации транскрипции. В ряде случаев с помощью
анализа мутантов показано, что такие общие последовательности
действительно необходимы для индукции. Так, в дрожжевом гене his 4 в 5'-
концевой области содержатся три очень сходных по структуре повтора,
которые присутствуют также в других генах биосинтеза аминокислот. Для
предотвращения индукции гена в ответ на аминокислотное голодание
необходима делеция всех трех повторов, которая в то же время не
сказывается на обычном конститутивном уровне экспрессии гена his 4.
Синтез небольшого числа белков в ответ на тепловой шок (выдерживание при
температуре выше физиологической) является характерной защитной реакцией
практически любых эукариотических клеток. В случае Drosophila гены,
кодирующие такие белки, подробно охарактеризо-
15-1355
Таблица 16.3. Наборы согласованно регулируемых генов, содержащих общие
5'-концевые повторы
Организм Ген Регуляция Обобщенная последовательность % гомологии с
обобщенной последовательностью Положения
Дрожжи his 1 Индукция аминокислотным A^GTGACTC 89 -334, -319 -170,
