Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
ФАКТОРЫ СПЕЦИФИЧНОСТИ ВИРУС-СПЕЦИФИЧЕСКОЙ РНК- ПОЛИМЕРАЗЫ
Сущностью позитивной регуляции у фага Т4 является наличие кодируемых им факторов специфичности, которые измепяют набор промоторов (ранние средние —поздпио), считываемых РНК-полимеразой в ходе жизненного цикла фага. Сразу же после заражения специфичность транскрипции определяется клеточными о-факторами (стр. 283), которые обеспечивают узнавание примерно 2о различных ранних промоторов фага Т4 (рис- 15-13) Все образуемые в результате транскрипции мРНК копируются с одной и той же цепи матрицы — ?-цепи в направлении против часовой стрелки, если рассматривать стандартную генетическую карту фага Т4 (рис. 15-14). В большинстве ранних оперонов быстрое выражение свойственно лишь тем генам, которые расположены близко к промотору (так называемые «предранние»). Гены, расположенные более дистально, выражаются медленнее («задержанные раыпие» гены), частично из-за более поздиего связывания их с движущимися молекулами PIIK-полимеразы, ио также и потому, что рост многих рапнях цепей РНК прерывается еще до того момента, когда более дистальные гены могут быть считаны. Наиболее вероятное, как нам кажется, объяснение состоит в том, что клеточный фактор терминации р часто узнает стоп-сигналы на концах н ре драй-них генов. Если это так, то более дистально расположенные задержанные ранние гены могут транскрибироваться с высокой эффективностью только тогда, когда действие фактора р тормозится вирус-специфическим аптн-термипационным белком, аналогичным белку, который, как предполагают, кодируется геном N фага К (см. рис. 15-23).
Инициация всех ранних промоторов прекращается примерно через 5 мин (при 37° С) после заражения, когда продукт раннего гена блокирует в клеточной РНК-по химеразе связывание фактора а с кор ферментом. Как только это связывание нарушится, освобожденный кор фермент активируется за счет связывания новых фаьгоров специфичности и приобретает способность транскрибировать сначала средние, а затем и поздние промоторы фага Т4. Одно время предполагали, что эти факторы специфичности должны быть приблизительно той же величины, что и фактор о (мол вес ¦—70 ООО), однако теперь стадо ясно, что белки с относительно небольшим молекулярным весом также могут определять специфичность транскрипции
Рис 15-13 Смена факторов специфичности, используемых РНК-ношшеразои к. coh для считав а ния промоторов фага Т4 разных классов в ходе его жизненного цикла.
Рис. 15-14 Схематическое мзображепис процесса транскрипции у фага Г4-Гены, находящиеся под контролом раввах и средних иромоторов, транскрибируются в направлении ирптшз часовой стрелки, а гены, контролируемые поздними промоторами, считываются в обратцоы направлении
Средние промоторы (исходно называвшиеся «квазипоздними») начи пают функционировать еще до того, как инициируется репликация фаговой ДНК, и транскрипция их идет на протяжении всой остальной части жизненного цикла вируса. Многие средпие промоторы контролируют считывание геиов, которые находятся также под контролем ранних промоторов. Такие промоторы регулируют продачжающийся синтез многих (ио пе всех) ранних ферментов после тою, как перестает функционировать клеточный фактор о (рис. 15-15) Другие средпие промоторы управляют синтезом белков (ферментов), образующихся на средних и поздних стадиях развития фага Т4 Например, геи 32, который кодирует расплетающий белок ДНК, полностью контролируется средним промотором. До слх нор неизвестна природа средпего фактора специфичности, однако в ближайшее время се, вероятно удастся выяснить, поскольку выявлена мутация одного из 1енов Т4, в результате которой специфически блокируется образование мРНК, полностью контролируемой сродными промоторами
Ранним промотор
"^Задержанное Предраннсе раннее выражение выражение ге нов
Внутренней Раннии Средний лромоюр промотор
Рис 15-15. Взаимоотношения между генами, находящимися под контролем рашшх и средних нромоторов фага Т4.
Л. Лишь немногие из оперонов Т4 полностью контролируются ранешнт промотора-нн- Выралюние генои может быть прсд-рашшм или задержанным ранним п зависимости от их близости к промотору. Б. Существенно большее число оперопов находится под одновременным контролем ранних и средних промоторов В. У других оперопов средний промотор контроли рует только те гены, которые расположены по отношению к нему более дпеталь-Г. Существуют и такие оперопы, которые контролируются исключительно средними промоторами.
4 Задержанное Преараниее раннее выражение
выражение генов
Срелиий промотор Ген 43
Раннин
громотор
L.
Предраннее раннее выражение
ллражение ichod
ICHOB
Средний промоюр Ген 59 Геи 33 j
„С родные" ныражеииь
Поздние промоторы в основном контролируют гены, содержащие информацию для структурных белков фага Т4, а также морфогенетических факторов- Их считывание, которое происходит исключитетыю па г-цепи, зависит от функционирования двух рашшх генов фага Т4 — генов 33 и 55, Последние кодируют два специфических полипептида с мол весами 12 ООО и 22 ООО соответственно. Оба полипептида прочно связываются с кор-ферментом и скорее всего обеспечивают связывание РНК-полиме-разы с поздпими промоторами.
