Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
транскрипцию с промотора 1фм и последующий синтез белка cl. Вслед за этим
происходит репликация фаговой ДНК, начинается III стадия транскрипции,
которая завершается лизисом клет:;и и высвобождением фагового потомства.
При попадании образовавшегося дочернего фага в чувствительную клетку для
него начинается очередной цикл фагового развития.
Дополнение 15.1. Регуляторные белки фага л-cl и Сго______________________
Изучение молекулярных деталей организации системы "переключения"
генетических путей за счет взаимодействия белков cl и Сго с областью 0R
значительно расширило наши представления как о механизмах регуляции
генов, так и о ДНК-бел-ковых взаимодействиях. В последовательности ДНК
между генами с! и его расположены два противоположно направленных
промотора PRM и PR, а также три структурно близких, но не идентичных
палиндромных участка 0R1, Or2 и 0R3 (рис. 15.16). С этими тремя
участками, образующими вместе операторную область 0R, могут связываться
как белок cl, так и белок Сго. Противоположная направленность
регуляторных эффектов связывания этих белков с областью 0R является
следствием как различий в структуре белков cl и Сго, так и характерных
различий в специфичности связывания каждого из них с участками 0R1, Or2 и
0R3. Важнейшие свойства обоих регуляторных белков перечислены в таблице
15.2.
Полипептидная цепь одной субъединицы белка, cl содержит 236
аминокислотных остатков. В ее пространственной структуре можно выделить
два домена:
N-концевой (остатки 1-92), взаимодействующий с ДНК, и С-концевой домен
(остатки 132-236), ответственный за контакт с С-концевым доменом второй
субъединицы белка. Участок цепи с 93 по 131 остаток образует перемычку
между двумя функциональными доменами, на которой расположен участок атаки
протеиназы RecA. В активной форме белок cl представляет собой димер,
структура которого поддерживается нековалентными взаимодействиями между
С-концевыми доменами двух субъединиц. Оба N-koh-цевых домена связываются
кооперативно с палиндромными последовательностями каждого из трех
участков 0R1, Or2 и 0R3. При индукции протеиназа RecA расщепляет
полипептидную цепь на участке между доменами. В результате этого
нарушается кооперативность связывания, что проявляется в значительном
снижении сродства индивидуальных N-концевых доменов к центрам связывания
в операторной области.
Связывание очищенного димера cl с изолированной ДНК 0R изучали с помощью
метода "футпринтинга". Таким образом удалось оценить относительные
Or 2
У-L
D-C
cro
л ^ - NH2 MET GLU GLN ARG
Or3 Or 2 Or 2 pppA----------------------------------------------
--------------------------
CTTTTTTGTGCTCATACGTTAAATCTATCACCGCAAGGATAAAATATCTAACACCGTGCGTGTTGACTATTTT
ACCTCTGGCGGTGATA ATGGTTGCATGTACTAAGGAGGTTGTATGGAACAACGC
gaaaaaacacgagtatgcaatttagatagtggcgttccctatttatagattgtggcacgcacaactgataaaa
tggagaccgccactattaccaacgtacatgattcctccaacataccttgttgcg
******
---------------Appp
nh2
Рис. 15.16. Последовательности ДНК, РНК и белков внутри и вокруг
операторной области Or фага X. Отмечены три участка связывания
репрессора. Показаны точки инициации транскрипции генов его и cl.
Звездочками помечены шесть оснований на участке Opi. которые в структуре
транскрипта гена cl, вероятно, используются для прочного связывания с
рибосомой. (По Ptashne М. et al., 1980. Cell. 19, 1.)
15. Регуляция экспрессии генов у прокариот
191
Рис. 15.17. Специфичность связывания репрессора cl фага X с
последовательностями 0R 1, 0R 2 и 0R 3, оцениваемая с помощью
"футпринтин-га" (см. Дополнение 14.2). Расщепление ДНКазой I
рестрикционных фрагментов, содержащих область 0R и меченых 32 Р.
Расщепление проводили в присутствии возрастающих концентраций репрессора.
Концентрация репрессора дана в единицах мо-лярности (нМ) в расчете на 1
субъединицу репрессора. (Courtesy of
A. D. Johnson,
B.J. Meyer, M. Ptashne, Biological Laboratories, Harvard University.)
1 234 5 6 7 0
Концентрация о 3,5 8,8 I8 1in 180 350
репрессора
значения концентрации cl, при которых каждый из трех центров связывания
белка защищается от действия ДНКазы I. Как показано на рис. 15.17, при
низких концентрациях cl приблизительно в равной степени защищаются
участки 0R1 и 0R2. Для защиты участка 0R3 необходима значительно более
высокая концентрация белка cl. В таблице 15.3 приведены относительные
значения концентрации cl, при которых для каждого из участков связывания
наблюдается защита половины операторов от действия ДНКазы.
Аналогичные опыты были поставлены с очищенным N-концевым доменом cl,
полученным с помощью ограниченного про-теолиза. Обратите внимание на
данные, представленные в таблице 15.3, которые свидетельствуют о том, что
для изолированного N-концевого домена в отличие от нативного белка
наблюдается сильное сродство к участку 0R1 и приблизительно одинаковое,
более слабое сродство к обоим участкам Or2 и 0R3. Наблюдаемые различия в
поведении белка по отношению к участку Or2 указывают на возмож-
