ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О механизме действия энхансеров и сайленсеРезюме из "Гены высших организмов и их экспрессия" Приведенная в настоящей главе информация позволяет высказать предположение о механизме работы энхансеров и сайленсеров, хотя до решения этого вопроса еще далеко. Любые гипотезы должны учитывать, естественно, тот твердо установленный факт, что действие энхансеров и сайленсеров реализуется через их взаимодействие со специфическими регуляторными белками. [c.191] Одной из первых гипотез было предположение, что энхансеры (для краткости не буду упоминать сайленсеры, но механизм действия для них, очевидно, сходен) являются местами вхождения РНК-полимеразы или факторов транскрипции, которые затем мигрируют по ДНК и находят промотор. Это предположение подкреплялось тем, что если между энхансером и промотором (ТАТА-блок) вставлен дополнительный ТАТА-блок, транскрипция начинает идти с нового ТАТА-блока, а старый выключается. Однако это оказалось далеко не общим правилом. Гипотеза входных ворот плохо объясняет действие энхансеров, расположенных внутри гена или за геном. [c.191] Другая гипотеза выдвигает на первый план взаимодействие энхансеров с ядерным скелетом, в результате чего может проходить его пространственное сближение с другими контрольными элементами гена. В пользу этого говорят упомянутые выше данные (см. разд. 3.4) о взаимодействии энхансеров с ядерным скелетом через топо II. Однако нативность этих взаимодействий пока не доказана. Кроме того, против этой гипотезы говорят данные Дж. Ванга (США), согласно которым наличие сшивок цепей ДНК по обеим сторонам энхансера подавляет его действие. [c.191] Иными словами, последовательности, лежащие между энхансером и геном, участвуют в проведении сигнала от энхансера. [c.191] Третья гипотеза основана на предположении о взаимодействии белка, связанного с энхансером, с белками других энхансеров и промоторной области за счет контактов между участками одного топологического домена. Эта гипотеза выпетливания (looping out) базируется на ряде экспериментальных фактов, полученных на генах дрожжей, где регуляторные белки связываются с участками, располагающимися перед генами. Они напоминают по некоторым свойствам энхансеры, но не идентичны им. В частности, они не активны при помещении после гена. [c.192] Наиболее элегантны опыты с химерными регуляторными белками, где в исследуемый ген вставляли бактериальный оператор, а ген-регулятор модифицировали таким образом, что ответственный за связывание с ДНК участок кодировался бактериальным геном-регулятором. Продукт такого гена — химерный белок-регулятор связывался с встроенным бактериальным оператором и тем не менее активно стимулировал работу дрожжевого гена. Иными словами, последовательность ДНК, с которой связывался белок-регулятор, не играла роли для его действия. Однако упомянутые выще опыты Ванга противоречат и этой гипотезе. Тем не менее сейчас это наиболее вероятная гипотеза, получающая все новые подтверждения. [c.192] В связи с обсуждаемыми возможностями представляется интересным, что общий уровень суперспирализации ДНК в петлях хромосом снижается по мере дифференцировки и старения клеток и возрастает при их дифференцировке и опухолевом превращении. [c.193] Обсуждаемая гипотеза, однако, также не объясняет выщеприведенных данных Ванга. [c.193] Наконец, в-пятых, можно предположить, что энхансеры служат местами, с которых после взаимодействия с бел-ками-регуляторами вдоль хромосомной фибриллы идет кооперативный конформационный переход, заключающийся, например, в дестабилизации нуклеосом, их обратимом разворачивании и возникновении торзионных напряжений. Этот переход может создавать необходимые предпосылки для транскрипции. Данная гипотеза не имеет пока экспериментальных подтверждений, но отсутствуют и противоречащие ей данные. [c.193] Можно думать, что реализуется не один, а несколько из упомянутых выще механизмов. Или, что весьма вероятно, истинный механизм работы энхансеров далек от того, что выдвинула к настоящему моменту фантазия исследователей. [c.193] В отличие от предыдущих глав эта глава не содержит однозначных и четких выводов. Можно говорить о ряде признаков транскрипционно активного хроматина, но нельзя создать стройную схему его работы и регуляции его активности. [c.194] что активный хроматин имеет более открытую конфигурацию и что в нем разрущен соленоидный уровень упаковки. Это, по всей вероятности, связано с удалением (или модификацией) гистона Н1. Однако механизм этого удаления и факторы, определяющие его специфику, абсолютно не ясны. [c.194] Очевидно, что имеется много регуляторных белков, взаимодействующих с разными контрольными элементами генов, в том числе энхансерами, сайленсерами и промоторами. Возможно, они взаимодействуют и между собою. Однако остается во многом не ясно, каким образом они усиливают или ослабляют работу гена. [c.194] Наконец, общая организация активного хроматина изменена таким образом, что в нем появляются эластические торзионные напряжения, но механизм их появления не ясен. По-видимому, они или структурные изменения хроматина, их порождающие, являются необходимыми факторами транскрипции, но опять-таки механизмы этой зависимости не известны. [c.194] Таким образом, мы находимся в настоящее время на поверхности и видим лишь внешние проявления, не понимая их сути. Однако быстрое развитие новых методических подходов позволяет рассчитывать на решение проблемы активного хроматина в недалеком будущем. Важность же решения этой проблемы для молекулярной биологии эукариотического гена трудно переоценить. [c.194] Вернуться к основной статье