Переключение генов. Регуляция генной активности и фаг - Пташне М.
ISBN 5-03-000854-3
Скачать (прямая ссылка):
РНК-полимеразы останавливаются в конце генов N и его соответственно. Происходит трансляция мРНК N и его с образованием соответствующих белков.
Ранняя стадия
Белок N осуществляет позитивную регуляцию. Из рис. 3.6 видно, что он включает гены слева от N, в том числе сШ и гены рекомбинации, и гены справа от его. в том числе гены ell и гены репликации ДНК О. Р и О. и не включает гены головки, хвостового отростка и Л с эффективностью, достаточной для литического роста.
6~
5*
Рис 3 6 Ранние события Белок N включает ранние гены, расположенные слева от гена N и справа от гена его Треугольник, изображающий белок N, расположен над самым началом мРНК, транскрипция которой идет налево, но на некотором расстоянии от начала мРНК, которая считывается направо (объяснение см в тексте)
Участок nut
. int .. 1 - *|? J ***¦ Л ....... iJ
11НР Hjr
«и tv ittfvi ¦ \ «я t его
<
xls I си» I И ¦ I сГ
сго
Рис 3 7 Действие белка N В отсутствие этого белка полимераза не реагирует на сайт Nut и, достигая сигнала терминации синтеза, высвобождает мРНК и отсоединяется от ДНК В присутствии же белка N потимераза. пройдя сайт Nut. пропускает сигнал терминации
Действие N в качестве позитивного регулятора в корне отлично от аналогичного действия репрессора, описанного в гл. 1. Белок N придает РНК-полимеразе способность осуществлять транскрипцию через те области ДНК, на которых в его отсутствие происходит терминация (обрыв) синтеза мРНК. N называют антитерминатором. В присутствии белка N наблюдается успешный синтез протяженных молекул мРНК на генах N и его и в результате включаются соседние (фланкирующие) гены.
Детальный механизм действия белка N не установлен. Мы знаем, что он узнает специфическую последовательность Nut (от англ. N utilization-использование белка N); когда полимераза проходит через эту последовательность, она, очевидно, модифицируется под действием белка N, поскольку при дальнейшем продвижении пропускает многие (хотя и не все) последующие сигналы терминации. Один участок Nut расположен между PL и началом гена N, а другой находится рядом с геном его у самого его правого конца. На рис. 3.7 особо отмечен тот факт, что участок, узнаваемый белком N (Nut), отличен от того места, где собственно происходит анги-терминация.
На этом этапе дальнейшие пути расходятся. При лити-ческом росте работают белки Q и Сго, а при лизогении - CII, C1II и в конце концов CI. Опишем теперь, как проявляется активность этих двух групп регуляторных белков, а затем вернемся к вопросу о том, как принимается решение об экспрессии той или другой группы.
Поздняя стадия литической инфекции
Из рис. 3.8 видно, что белок Q включает поздние гены-гены лизиса и белков головки и хвостового отростка. Q работает подобно N, с тем отличием, что он подавляет терминацию вполне определенной небольшой РНК, которая начинается с промотора P'R, расположенного за геном Q у самого его правого конца. Короткая (оборванная) мРНК синтезируется под действием бактериальной РНК-полиме-разы. Если Q осуществляет анти-терминацию, то синтез этой мРНК идет по кольцевой фаговой хромосоме через гены головки и хвостового отростка.
Тем временем белок Сго связывается прежде всего с 0R3, как описано в гл. 1, чтобы подавить дальнейший синтез репрессора. Затем он связывается со вторым оператором, 0L, и выключает транскрипцию с промотора PL, а также с другими участками оператора 0R и подавляет PR. Итак, после первоначального бурного синтеза эти ранние транскрипты, идущие налево и направо, подавляются белком Сго. На поздней стадии накапливается достаточное количество белка
69
Рис. 3.8. Поздняя стадия лизиса. Участок, который узнает белок Q, Qut, расположен в непосредственной близости к началу длинного транскрипта, который инициируется на промоторе /JR, Полимераза, модифицированная белком Q, транскрибирует поздние гены в виде одного длинного транскрипта.
Q, чтобы активировать образование белковых оболочек, в которые упаковываются новообразованные молекулы ДНК X. Бактериальная клетка разрушается, и новые фаговые частицы выходят в среду.
Поздняя стадия лизогении
Как видно из рис. 3.9, продукт гена ell включает гены cl и int. Белок CII работает как активатор генов, подобно репрессору X; он способствует связыванию РНК-полимеразы и началу транскрипции на двух промоторах, PRE и Рх, которые без этого белка бездействуют.
Теперь мы можем ответить на вопрос, поставленный в гл. 1. Мы видели, что репрессор включает свой собственный ген, поддерживая тем самым постоянный синтез репрессора при лизогении. Как же начинается синтез репрессора в отсутствие самого репрессора? Дело в том. что ген cl может транскрибироваться с одного из двух промоторов, один из которых активируется репрессором, а второй - белком CII.
