Прокариоты: инициация и регуляция транскрипции
advertisement
Прокариоты: инициация и регуляция транскрипции РНК-полимераза Главный компонент (core-фермент) Элонгация β α β’ α ω σ-фактор Распознавание промотора 1 2 4 3 b a a s4 b s3 35 s2 s1 10 +1 UP-элемент TTGACA TGN TATAAT Субъединицы β и β’ • формируют активный центр фермента • Связываются: – с матричной цепью ДНК – с новосинтезированной РНК Субъединицы α • 2 домена и линкерная область (ок. 20 ак) С-концевые домены: -связывание с ДНК -взаимодействие с факторами N-концевые домены: -димеризация α -связывание с β β’ σ-фактор • распознавание промоторной последовательности • привлечение на промотор главного элемента РНК-полимеразы • расплетание дуплекса ДНК в области старта транскрипции. Мультидоменный белок: 1 ? 2 3 4 распознавание промотора • Основной σ-фактор (σ70) • Альтернативные σ-факторы Альтернативные σ-факторы • Гены ответа на тепловой шок • Гены ассимиляции азота • Имеют собственные последовательности промоторов, отличающиеся от промоторов основного σ-фактора Последовательность промотора UP-элемент последовательно удлиненный -10 сть -35 сайт последовательно сть -10 - TTGACA TGN TATAAT С-концевой домен α субъединиц домен 4 σ-фактора домен 3 σ-фактора домен 2 σ-фактора Этапы транскрипции • ДНК (2ая спираль) + σ-фактор + главный компонент РНКполимеразы = закрытый промоторный комплекс • Расплетание ДНК – открытый промоторный комплекс • Инициация транскрипции – образование первых звеньев цепи РНК • От РНК-полимеразы отделяется σ-фактор • Элонгация Факторы транскрипции • Белки, связывающиеся с промотором и регулирующие транскрипцию • Большинство высокоспецифичны • Большинство контролируют экспрессию нескольких генов • 3 механизма воздействия «стимул -> фактор»: • взаимодействие фактора с лигандом • ковалентная модификация регуляторного белка • регуляция гена фактора транскрипции Взаимодействие фактора транскрипции с лигандом PurR • PurR – регулятор биосинтеза пуриновых нуклеотидов • Репрессор • Связывание с сайтами в присутствии лигандов • имеет ДНКсвязывающий Nконцевой домен и лиганд-связывающий Cконцевой домен РНК-П purF сайт -35 -10 Э Эффектор РНК-П Э Э purF -35 -10 сайт Репрессия Факторы транскрипции Активаторы Репрессоры • Только активаторы • Только репрессоры • Либо активаторы, либо репрессоры Механизмы активации • • • • • • • • • а) Активаторы класса I связываются с последовательностью перед UP-элементом взаимодействуют с С-концевым доменом a-субъединицы РНКполимеразы б) Активаторы класса II связываются с последовательностью перед сайтом –35 взаимодействуют с доменом σ субъединицы Активаторы, изменяющие в) конформацию промотора связываются с последовательностью между – 35 и –10 элементами промотора взаимодействуют с доменом σ субъединицы Механизмы репрессии а) • Стерическая помеха б) • Сворачивание ДНК в) • Репрессия активатора Репрессор Активатор Обратная связь: положительная • Пример: транскрипционный регулятор EutR, контролирующий расщепление этаноламина • Его ген находится внутри регулируемого оперона eut (утилизация этаноламина) eutS PI eutP eutQ eutT eutD eutM eutN eutE eutJ eutG eutH eutA eutB eutC eutL eutK eutR P II Обратная связь: отрицательная RbsR • На примере фактора транскрипции RbsR • Рибоза – эффектор • Гены кодируют высокоспецифичную систему транспорта рибозы РНК-П -35 -10 rbsD rbsA rbsC rbsB rbsK rbsR rbsD rbsA rbsC rbsB rbsK rbsR сайт Репрессия Рибоза РНК-П -35 -10 сайт Дерепрессия
