Проблемы и перспективы молекулярной генетики. Том 1 - Свердлов Е.Д.
ISBN 5-02-002753-7
Скачать (прямая ссылка):
55
Винкулин (GT)n
Рис. 19. Повторы GT в области начала транскрипции гена вннкулина (Алаторцев и др., 1998)
Стрелка на геномной ДНК обозначает начало и направление транскрипции, треугольники - места расположения повторов GT
генетическими элементами, структура которых неизвестна и которые расположены как в промоторной и кодирующей областях (Qian, Pirrotta, 1995), так и вне генов (Roseman et al., 1995). Интересно, что молекулярные механизмы дозовой компенсации у человека и дрозофилы во многом сходны -это распространение эффекта (инактивации Х-хромосомы у человека или же дополнительной декомпактизации Х-хромосомы у дрозофилы) вдоль хромосомы на большие расстояния с участием специальных некодирующих РНК.
Микросателлитными ДНК или микросателлитами называют присутствующие в эухроматине короткие тандемно повторяющиеся (от нескольких раз до нескольких десятков раз) последовательности ДНК. Их роль в функционировании генома пока неясна. Ранее было показано, что Х-хромосома дрозофилы в целом обогащена повторами GT (Pardue et al., 1987), однако характер их расположения относительно индивидуальных генов не был исследован. Мы обнаружили блоки тандемно повторенных динуклеотидов GT сразу перед предполагаемым стартом транскрипции и в первом интроне гена винкулина (Алаторцев и др., 1998) (рис. 19). На участке длиной 850 п.н. в районе старта транскрипции присутствуют пять повторов GT длиной не меньше 8 нуклеотидов. Такая концентрация повторов GT в начале гена не является случайной. Повторы GT отсутствуют в основной части гена винкулина. Интересно, что все три других кластера повторов GT, выявляемые в данном районе, также расположены в областях стартов транскрипции (гены wapl, ph-d и ph-p). Известно, что ДНК, содержащая повторы GT, способна образовывать Z-форму. Известно также, что с динуклеотидом GT способен связываться архитектурный белок HMG-D (High Mobility Group protein of Drosophila) (Churchill et al., 1995), который может изгибать ДНК в сайтах связывания и вызывать плавление ДНК в близлежащих районах. В присутствии этого белка хромосомы менее компактны (Ner et al., 1994). Такое изменение структуры ДНК в 5'-конце гена могло бы облегчать инициацию транскрипции гена. Возможно, повторы GT вовлечены в процесс дозовой компенсации, приводящий к дополнительной декомпактизации Х-хромосомы у самцов дрозофилы.
Другими кандидатами на роль генетических элементов, участвующих в явлении дозовой компенсации генов района 2DF, могут быть обнаруженные между генами msta и msts тандемные повторы ДНК (Алаторцев и др., 1998)
56
(см. рис. 17), представляющие собой дивергировавшие, гомологичные на 58%, копии повторов сателлитной ДНК дрозофилы с плотностью 1,688 г/см3 (сатДНК 1,688), присутствующей только в Х-хромосоме. СатДНК 1,688 локализуется в прицентромерном гетерохроматине Х-хромосомы, образуя протяженные массивы тандемных повторов (Hilliker, Appels, 1982). СатДНК
1.688 представляет собой главным образом повторы с длиной мономерной единицы 359 пар нуклеотидов (Carlson, Brutlag, 1977). Наши данные свидетельствуют, что основным видом нарушений в тандемной структуре сатДНК 1.688 могут быть инсерции ретротранспозона Doc (Слободкин, Алаторцев, 1992). Показано, что инсерции происходят в один и тот же сайт последовательности ДНК мономера сатДНК 1,688. Обнаружен белок, способный связывать первые 117 нуклеотидов мономерной единицы сатДНК 1.688, оставляя свободным участок от 118 до 359 нуклеотидов (Hsieh, Brutlag, 1979), точно посередине которого находится место инсерции Doc - 237-238 нуклеотиды. Это обстоятельство может говорить о том, что Doc выбирает для встраивания в мономере сатДНК 1,688 свободную от белка область.
Число копий повторов сатДНК 1,688 в районе 2Е различно в разных линиях дрозофилы. С помощью гибридизации in situ мы показали, что данные повторы есть в районах ЗА, 6Е и 7А Х-хромосомы. Анализ геномного сиквенса подтвердил, что кластеры из нескольких дивергировавших копий тандемных повторов сатДНК 1,688 действительно присутствуют в этих районах. Ранее были описаны еще несколько семейств последовательностей ДНК, гомологичных сатДНК 1,688 и располагающихся в других местах эу-хроматина Х-хромосомы (Waring, Pollac, 1987; DiBartolomeis et al., 1992). Они присутствуют в эухроматине Х-хромосомы в виде кластеров из 2-4 копий, гомологичных между собой на 85-98%. Все эти последовательности на 60-80% гомологичны последовательности мономера сатДНК 1.688. По всему эухроматину Х-хромосомы рассредоточено около 300 копий повторов сатДНК 1,688, что составляет несколько процентов от количества сатДНК
1.688 в геноме. Можно предположить, что рассеянные по эухроматину Х-хромосомы повторы сатДНК 1,688 представляют собой цис-действующие элементы процесса дозовой компенсации, с которыми связаны дальнодейст-вуютцие регуляторные функции, распространяющиеся на протяженный домен Х-хромосомы. Известно, что сателлитная ДНК 1,688 содержит сайт связывания ДНК-топоизомеразы II (Kas, Laemmli, 1992). Расположенные в эухроматине Х-хромосомы повторы сатДНК 1,688 могли бы связывать комплексы ДНК-топоизомеразы II с другими ДНК-расплетающими белками и участвовать в изменении компактизации хроматина в определенном районе.
