ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Регуляторные последовательности эукариотического генома из "Гены высших организмов и их экспрессия" Поскольку ТАТА-блок расположен недалеко от точки начала транскрипции, можно было ожидать, что он выполняет функции промотора, т. е. элемента, связывающего РНК-полимеразу. Действительно, некоторые мутации в ТАТА-блоке, например замены А на G, часто резко снижают уровень транскрипции гена. [c.63] Помимо ТАТА-блока, во многих, но не во всех случаях, еще дальше от сайта кэпирования в области —40 — —100 п. н. располагается СААТ-блок, название которого отражает его усредненную структуру, ССААТ. (Здесь и далее используются обозначения областей перед геном числом со знаком (—), считая нулевой точкой отсчета сайт кэпирования, т. е. точку старта транскрипции.) Удаление области, содержащей СААТ-блок, часто резко снижает уровень транскрипции. [c.64] Промотор для РНК-полимеразы I охарактеризован недостаточно хорошо. Удаление последовательностей, расположенных на том или ином расстоянии перед началом транскрипции рРНК, ведет во многих случаях к резкому снижению уровня синтеза рРНК. Однако эти участки у разных видов имеют разную структуру. Поэтому хотя участки спейсеров, соответствующие по своим свойствам промоторам, удается выявить, но невозможно дать для них усредненную последовательность. [c.65] В целом следует отметить определенное сходство между организацией промотора у эукариот и у бактерий. У эукариот наиболее важными элементами промотора являются ТАТА-блок и часто СААТ-блок, расположенные на расстоянии —25 и —40 --100 п. н. от стартовой точки. [c.65] У бактерий им соответствует блок Прибнова (ТАТААТ), расположенный примерно за 10 п. н. от старта, кстати очень похожий по последовательности на ТАТА-блок, и элемент —35 (TGTTGA A), расположенный за 35 п. н. от старта. [c.65] Однако у эукариот, как видно из дальнейшего изложения, существуют еще другие регуляторные элементы, обладающие рядом необычных свойств, для которых у бактерий нет аналогов. Речь идет об энхансерах и сайденсерах. [c.65] Открытие энхансеров [71, 72]. После того как М. Бирнстил и сотр. обнаружили, что уровень транскрипции изучаемого ими гистонового гена в ооцитах лягушки почти не меняется после удаления ТАТА-блока, они исследовали влияние на уровень транскрипции других участков ДНК, лежащих перед геном. Неожиданно оказалось, что при вырезании более удаленной от гена области, расположенной за 185 п. н. от сайта кэпирования, происходит примерно 100-кратное снижение уровня транскрипции гена. Иными словами, был открыт мощный позитивный регуляторный элемент в составе гистонового гена. [c.65] под энхансером понимают генетический цис-эле-мент, обладающий усиливающим транскрипцию действием, которое практически не зависит от расположения элемента относительно контролируемого им гена. Подобные контрольные элементы не были известны у прокариот и их открытие указывало на существование особого типа регуляции транскрипции у эукариотических организмов. [c.68] По мере изучения экспрессии разных генов оказывалось, что почти у каждого гена есть свой энхансер, а иногда и Несколько. Это общее свойство эукариотических генов, и оно заслуживает поэтому более подробного рассмотрения. [c.68] Можно не удалять сегменты ДНК, но вносить в них нуклеотидные замены. Для этого существует много способов. Например, можно синтезировать олигонуклеотид, имеющий ту же последовательность, что и сегмент исследуемого гена, но с одной нуклеотидной заменой. Если этот фрагмент сгибридизовать с одноцепочечной ДНК плазмиды или фага и затем достроить ДНК до полной двухцепочечной копии ДНК-полимеразой I, то при заражении бактерий такой ДНК будут получены колонии, содержащие нормальную, и колонии, содержащие измененную, мутантную ДНК. В настоящее время имеется много других методов, позволяющих вносить любые желаемые изменения в ДНК и затем с помощью клонирования нарабатывать эту измененную ДНК в больших количествах. [c.69] На третьем этапе опыта, а именно для изучения работы гена также существуют различные подходы. Один из них — выявление синтеза белка, кодируемого геном. Для этого часто используются иммунологические методы анализа, позволяющие легко выявлять белок, к которому есть антитела. Иногда в конструкции ДНК удаляют свой ген, а на его место встраивают ген фермента хлорамфе1)икол-ацетилтрансферазы ( AT), экспрессию которого очень легко детектировать по ферментативной активности, проводя реакцию с меченым субстратом. [c.70] Свойства энхансеров [71—80]. Весь перечисленный арсенал методов позволил детально изучить свойства энхансеров. [c.71] Прежде всего энхансеры — это цис-элементы. Они активны только в том случае, если находятся в составе одной и той же молекулы ДНК с регулируемыми ими генами. [c.71] Энхансеры не обладают полярностью. Их ориентацию можно менять, не снижая практически их активность. [c.71] Местоположение энхансеров также можно менять в довольно широких пределах. Уже отмечалось, что энхансеры можно переносить в места, расположенные за геном, за его З -концом. Можно также удалять энхансер от 5 -коица гена, вставляя между ними другие последовательности ДНК. Правда, если при этом будет встроен ТАТА-блок, то в ряде случаев может произойти переключение транскрипции — она будет начинаться с последовательности, расположенной сразу же за этим новым ТАТА-блоком. Уровень же правильной транскрипции соответственно снизится. [c.71] И в природе энхансеры могут занимать разное положение относительно гена. Чаще всего они располагаются перед геном на расстоянии в несколько сотен пар нуклеотидов от сайта кэпирования. Последнее время появляется много сообщений об энхансерах, расположенных на гораздо большем расстоянии, в позициях —3--6 т. п. н. [c.71] Энхансер безразличен по отношению к тому гену, который он регулирует. Вместо своего гена можно, например, подставить ген AT из бактерий, и его транскрипция будет в такой же мере активироваться энхансером, как и транскрипция его родного гена. [c.72] Энхансеры обладают слабой видовой специфичностью. Они способны проявлять свою активность в клетках отдаленных видов например, энхансер гистоновых генов морского ежа работает в клетках лягушки, энхансер гена теплового шока дрозофилы — в клетках млекопитающих. Тем не менее в своих клетках энхансеры работают несколько лучше. Энхансер обезьяньего вируса SV40 в 3 раза более активен в клетках обезьяны, чем в клетках мыши, а энхансер вируса лейкоза мышей — наоборот. [c.72] Вернуться к основной статье