Скачать презентацию Лекция 11 Регуляция транскрипции у прокариот Активность многих Скачать презентацию Лекция 11 Регуляция транскрипции у прокариот Активность многих

Lection 11.ppt

  • Количество слайдов: 34

Лекция 11. Регуляция транскрипции у прокариот Активность многих промоторов регулируется с помощью особых белков-регуляторов, Лекция 11. Регуляция транскрипции у прокариот Активность многих промоторов регулируется с помощью особых белков-регуляторов, которые присоединяются к определенным участкам ДНК и либо мешают (негативная регуляция), либо помогают (позитивная регуляция) РНК-полимеразе инициировать синтез РНК. Белки, осуществляющие негативную регуляцию, называются репрессорами. Места их связывания на ДНК называются операторами. Способность многих репрессоров связываться со своими операторами зависит от низкомолекулярных лигандов – эффекторов. Эффекторы, снижающие сродство репрессора к оператору, называются индукторами. В отсутствии индуктора репрессор связывается с оператором и мешает Pol. II начать синтез с промотора. В комплексе с индуктором репрессор теряет способность связываться с оператором, в результате чего промотор активируется. Другие репрессоры, наоборот, могут связываться с оператором только в комплексе с эффектором, который в этом случае называется сорепрессором. В присутствии сорепрессора Р неактивен (репрессирован), в отсутствие сорепрессора активируется (дерепрессируется). Белки, осуществляющие позитивную регуляцию, называются активаторами. Ряд белков–регуляторов могут выступать как в роли репрессора, так и в роли активатора. Простейший механизм репрессии заключается в стерическом блокировании репрессором присоединения Pol к Р (О и Р перекрываются). Простейший механизм активации заключается в том, что белок-активатор присоединяется к Р рядом с Pol и за счет непосредственного контакта с ней облегчает образование открытого промоторного комплекса.

Организация бактериального оперона Гены, кодирующие ферменты одного биохимического пути, обычно располагаются кластером. Этот функциональный Организация бактериального оперона Гены, кодирующие ферменты одного биохимического пути, обычно располагаются кластером. Этот функциональный комплекс называют опероном. Типичный бактериальный оперон состоит из структурных генов, промоторной области, области оператора и регуляторного гена. У E. coli имеется почти 600 оперонов, содержащих два и более генов. Координированный контроль экспрессии генов был открыт в 1961 г. Francois Jacob и Jacques Monod.

Лактозный оперон Лактоза – дисахарид, состоящий из глюкозы и галактозы. Окисление глюкозы обеспечивает клетку Лактозный оперон Лактоза – дисахарид, состоящий из глюкозы и галактозы. Окисление глюкозы обеспечивает клетку метаболическими интермедиатами и энергией. Лактоза в природе обнаруживается только в молоке. Первый этап катаболизма (деградации) лактозы – гидролиз связи между двумя сахарами, который осуществляется ферментом β –галактозидазой. Промежуточный продукт этой реакции изомер лактозы – аллолактоза. При добавлении индуктора в питательную среду очень быстро синтезируется м. РНК и фермент β- галактозидаза 5’ -lac → +lac 5 5000 молекул фермента 1 100 м. РНК

lac-оперон Индуцибельный оперон Негативный контроль Кластер генов, регулирующих производство ферментов для деградации лактозы: Z lac-оперон Индуцибельный оперон Негативный контроль Кластер генов, регулирующих производство ферментов для деградации лактозы: Z – β-галактозидаза, расщепляет lac Y – β-галактозидтрансфераза (пермиаза), транспорт lac в клетку А – β-галактозидтрансацетилаза, расщепление лактозы на галактозу и глюкозу i –ген – репрессор Р – промотор (40 пн) О – оператор (27 пн) Аллолактоза индуцирует транскрипцию структурных генов, связываясь с репрессором (37 к. Да, пара гомодимеров), вызывает структурные изменения, и делая его неактивным. Репрессор не способен связываться с О, РНКполимераза осуществляет транскрипцию, синтезируются ферменты, расщепляющие аллолактозу. Концентрация лактозы падает, появляется свободный репрессор, он садится на О, блокируя транскрипцию. Время распада транскрипта 3 мин.

Нуклеотидная последовательность сайтов связывания в регуляторной области lac-оперона σ-фактор и кор-фермент РНК-полимеразы взаимодействуют с Нуклеотидная последовательность сайтов связывания в регуляторной области lac-оперона σ-фактор и кор-фермент РНК-полимеразы взаимодействуют с участками -40 - -20 и -30 - +20, соответственно. Сайт инициации транскрипции обозначен как +1, локализован на 40 нуклеотидов левее сайта начала трансляции. Репрессор связывается с тремя участками: -82, +11, +412. Оператором служит последовательность в позиции +11 (5’-AATTGTGAGCGGATAACAATT-3’), обладающая симметрией инверсии. Это позволяет двум субъединицам тетрамерного репрессорного белка вступать в контакт с одной последовательностью оперона. Область промотора Содержит также сайт связывания белка CRP. Области симметрии в операторе и сайте связывания CRP обозначены красными линиями.

Репрессор представляет собой тетрамер, состоящий из четырех идентичных субъединиц, которые работают попарно, чтобы прикрепиться Репрессор представляет собой тетрамер, состоящий из четырех идентичных субъединиц, которые работают попарно, чтобы прикрепиться к отдельному оператору, так что репрессор связывается с двумя из трех операторных участков одновременно. Предотвращается возможность образования открытого промоторного комплекса.

Позитивный контроль катаболитных оперонов аденилатциклаза фосфодиэстераза Если в среде есть глюкоза, то катабализируется она, Позитивный контроль катаболитных оперонов аденилатциклаза фосфодиэстераза Если в среде есть глюкоза, то катабализируется она, а не любые другие сахара. Глюкоза супрессирует наработку различных ферментов катаболизма, в том числе β-галактозидазы. Глюкоза управляет уровнем ц. АМФ, ингибируя уровень аденилатциклазы через дефосфорилирование белка IIAGlc: высокая концентрация глюкозы → низкая концентрация с. АМР низкая конценрация глюкозы → высокая концентрация с. АМР - универсальный внутриклеточный регулятор многих метаболических процессов с. АМР связывается с белком САР (или CRP - c. AMP receptor protein) активатором катаболических оперонов; c. AMP-CRP узнает сайт вначале промотора, связывается с ним и вызывает изменения в структуре ДНК, усиливая транскрипцию lac-оперона РНК-полимеразой в 50 раз

Если в клетке концентрация глюкозы достаточна для поддержания метаболизма, активация лактозного оперона не происходит. Если в клетке концентрация глюкозы достаточна для поддержания метаболизма, активация лактозного оперона не происходит. Промоторная последовательность лактозного оперона является слабой, поэтому даже при отсутствии белка-репрессора на операторном участке транскрипция практически не инициируется. Когда концентрация глюкозы в клетке снижается, происходит активация фермента аденилатциклазы, которая катализирует превращение АТР в циклическую форму — с. АМР (циклическую форму АМР в данном случае также называют «сигналом клеточного голода» ). Глюкоза является ингибитором фермента аденилатциклазы и активирует фосфодиэстеразу — фермент, катализирующий превращение молекулы с. АМР в АМР. с. АМР соединяется с белком, активирующим катаболизм (англ. САР, catabolism activating protein), при этом образуется комплекс, который взаимодействует с промотором лактозного оперона, изменяет его конформацию и приводит к повышению сродства РНКполимеразы к данному участку. В присутствии лактозы происходит экспрессия генов оперона. Данный механизм регуляции активности лактозного оперона называют негативной индукцией. Присутствие глюкозы имеет двоякое действие: опероны для усвоения другого сахара выключены и поглощение этих сахаров предотвращено (дефосфорилированная форма IIAGlc предотвращает поглощение лактозы и другого сахара путем ингибирования ферментов пермеаз, которые переносят эти сахара в клетку, например лактопермеаза ( lac. Y) ). На рисунке представлено взаимодействие комплекса САР-ц. АМФ с ДНК. Каждая субъединица димерного индуктора (желтого и оранжевого цвета соответственно) связывает молекулу ц. АМФ (красного цвета). Контакт с ДНК (голубого цвета) опосредуется двумя спиральными участками полипептидной цепи, специфически взаимодействующими с большой бороздкой на ДНК.

Триптофановый оперон репрессибельный оперон Ферменты, необходимые для синтеза триптофана из хоризмовой кислоты – trp Триптофановый оперон репрессибельный оперон Ферменты, необходимые для синтеза триптофана из хоризмовой кислоты – trp E – антранилат-синтетаза trp D – глутамин-аминотрансфераза trp C – N (5 -фосфорибозил)-антранилат-изомераза-индол 3 -глицерофосфат-синтетаза trp B – триптофансинтетаза В trp A – триптофансинтетаза А trp R – репрессор (58 к. Да) Три уровня регуляции: 1. Взаимодействие репрессора с оператором. trp входит в состав апорепрессора (сорепрессора), блокирующего транскрипцию оперона. Репрессор в комплексе с trp присоединяется к О, который располагается перед стартовой точкой транскрипции в районе -10 и перекрывается с промотором, стерически препятствует РНК-полимеразе связаться с Р. Таким образом, при избытке trp оперон репрессирован. В отсутствии trp репрессор теряет способность связываться с О, в результате оперон индуцируется. РНК-полимераза связывается с участком -35 и -10.

Триптофановый оперон Триптофановый оперон

2. Аттенюация. м. РНК содержит лидерную область (L), которая кодирует лидерный пептид в составе 2. Аттенюация. м. РНК содержит лидерную область (L), которая кодирует лидерный пептид в составе первого фермента оперона trp E. L содержит аттенюаторную последовательность (А), которая располагается на расстоянии 180 пн от стартовой точки транскрипции. Прекращение транскрипции в сайте аттенюатора и образование лидерной РНК (140 н) зависит от [trp]. При избытке trp лишь 10% РНК-полимераз преодолеет аттенюатор. Перед А располагается несколько областей с центральной симметрией. Образующаяся на них лидерная РНК содержит 4 участка, способных образовывать шпильки. 1 -2 Выбор определяется тем, как транслируется лидерная РНК, которая кодирует так называемый лидерный пептид, содержащий два trp остатка подряд. Если этот пептид транслируется, то вторичная структура РНК формируется по мере ее роста и выхождения из транскрипционного комплекса. Rs закрывает шпильку 1 -2, образуется шпилька 3 -4 (за терминаторной шпилькой следует последовательность oligo (U)), что приводит к терминации синтеза. Если в клетке trp недостаточно, то Rs задерживается на триптофановых кодонах. Rs располагается так, что неперекрывает последовательность 1 шпильки и способствеут образованию антитерминаторной шпильки 1 -2. Терминации не происходит и РНК-полимераза переходит в область структурных генов. Терминация в А происходит и при нарушении трансляции. В этом случае терминальная шпилька образуется независимо от рибосомы.

3. Ингибирование конечным продуктом. При избытке trp фермент антранилат-синтетаза (trp E+trp D) обладает меньшим 3. Ингибирование конечным продуктом. При избытке trp фермент антранилат-синтетаза (trp E+trp D) обладает меньшим сродством к своим субстратам: аллостерически фермент меняет свою конформацию и снижается его сродство к субстрату. Два центра – один связывания с конечным продуктом, второй с субстратом. Ингибирование конечным продуктом ≠ репрессия (ингибирование синтеза фермента в результате подавления транскрипции) Аллостерия – обратимое взаимодействие малых молекул с молекулами белка, приводящее к изменению формы белка и соответствующему изменению взаимодействия данного протеина с третьей молекулой.

Регуляция экспрессии генов у эукариот Различные уровни регуляции экспрессии гена: 1. Транскрипционный – определяет Регуляция экспрессии генов у эукариот Различные уровни регуляции экспрессии гена: 1. Транскрипционный – определяет какие гены и как часто будут транскрибироваться; 2. Процессинг – определяет какие части первичного транскрипта станут составляющими пула м. РНК; 3. Трансляционный – определяет будет или нет определенная м. РНК транслироваться, и если да, то как долго. - Один ген может регулироваться многими регуляторными сайтами ДНК; Один ДНК-связывающий белок может связываться с многочисленными сайтами, разбросанными по геному, контролируя экспрессию различных генов.

Стратегия управления инициацией транскрипции: У бактерий Структурное управление, которое зависит от структуры промотора; РНК-полимераза Стратегия управления инициацией транскрипции: У бактерий Структурное управление, которое зависит от структуры промотора; РНК-полимераза обладает сильным сродством к своему промотору, и основная скорость инициации транскрипции относительно высока для всех, кроме самых слабых промоторов. Регуляторное управление, которое зависит от влияния регуляторных белков. У эукариотов Предынициаторные комплексы для РНК-полимераз II и III не собираются эффективно, и основная скорость инициации транскрипции очень низка, вне зависимости от силы промотора. Достижение эффективной транскрипции нуждается в активировании дополнительными белками. Активаторы играют намного более значительную роль, чем белки-репрессоры.

Транскрипционный уровень регуляции Цис-действующие регуляторные элементы (cis-acting element): последовательность ДНК, которая влияет на свою Транскрипционный уровень регуляции Цис-действующие регуляторные элементы (cis-acting element): последовательность ДНК, которая влияет на свою активность или активность генов в той же хромосоме. Промотор – домен гена, контролирующий транскрипцию; обычно состоит из сайта связывания РНКполимеразы, ТАТА-box и таких сайтов, как энхансер или UAS для связывания регуляторных белков, т. е. транскрипционных факторов, активаторов и репрессоров; синоним “core promotor”, upstream область, содержащая ТАТА-box, сайты инициации или связывания для любых белков, необходимых для точной инициации транскрипции. TATA-box – мотив ДНК с консенсусной последовательностью длиной 7 н. ТАТА А/Т обнаруживается во многих промоторах, белок ТВР связывается с ТАТА-box на первых этапах образования прединициаторного комплекса. UAS – upstream activation sequence; у дрожжей используется в качестве синонима “enhancer”, обнаруживается у других эукариот. Сайт связывания регуляторных белков или активаторов, определяющий эффективность транскрипции. Значительно удален от гена, их активность не зависит от локализации. Промотор расположен в области 100 -150 н «выше» +1. Кроме ТАТА-box многие промоторы имеют СААТ-box и GC-box, расположенные «выше» (upstream) ТАТА-box, с ними связываются транскрипционные факторы (NF 1 и SP 1). ТАТА-box определяет место инициации транскрипции, СААТ-box и GC-box регулируют частоту инициации транскрипции.

Proximal elements (~150 пн): Core promotor–место сбора РНК-полимеразы. II и базовых факторов транскрипции. ТАТА Proximal elements (~150 пн): Core promotor–место сбора РНК-полимеразы. II и базовых факторов транскрипции. ТАТА определяет место начала транскрипции. CAAT- и GC-box – сайты связывания транскрипционных факторов NF 1 и SP 1, регулируют частоту инициации транскрипции. Промоторные последовательности, необходимые для транскрипции. На линия 1 указана последовательность одной из нитей промотора гена PEPCK, а также TATA-, CAAT- и GC-box. Нижеприведенные линии показывают результаты экспериментов, в которых определенные области промотора удалены (черные прямоугольники). Справа указан уровень транскрипции гена в каждом случае. Делеции, удаляющие все или часть указанных box, вызывают значительное снижение уровня транскрипции, в то же время для делеций вне регуляторных областей эффект не наблюдается. Активация гена стероидным гормоном гликокортикоидным кортизолом - гормон поступает в клетку - связывается с GR - GR меняет структуру, открывается сайт ядерной локализации и белок проникает в ядро - связывается с GRE и активирует транскрипцию.

Промоторы эукариот содержат регуляторные модули На транскрипцию влияет большое количество белков. РНК-полимераза II транскрибирует Промоторы эукариот содержат регуляторные модули На транскрипцию влияет большое количество белков. РНК-полимераза II транскрибирует у человека 30000 генов, но имеется лишь ограниченное число модулей. Картина транскрипции для каждого гена определяется сочетанием модулей в составе его промотора. • • • Модули базального промотора, наиболее важными из которых представлены ТАТА-блоком и инициаторной последовательностью. Основные промоторные элементы – модули, которые присутствуют во многих промоторах для РНК-полимеразы II и устанавливают основной уровень инициации транскрипции, не отвечая на тканеспецифичные сигналы и сигналы развития: блок CAAT (5’-GGCCAATCT-3’), узнаваемый активаторами NF-1 и NF-Y; блок GC (5’-GGGCGG-3’), узнаваемый активатором Sp 1, и октамерный модуль (5’-ATGCAAAT-3’), опознаваемый активатором Oct-1. Модули ответных реакций располагаются выше генов и позволяют регулировать на основные сигналы, поступающие извне клетки. Примеры: модуль реакции на c. AMP CRE (5’-WCGTCA-3’), опознаваемый активатором CREB; модуль теплового шока (5’-CTNGAATNTTCTAGA-3’), опознаваемый Hsp 70 и другими активаторами. Клеточно-специфические модули расположены в промоторах генов, экспресирующихся только в ткани определенного типа. Модули для регуляторов развития. Модульная структура промотора гена инсулина человека

Альтернативные или множественные промоторы дают начало различным версиям транскрипта, определяемого геном. Ген дистрофина (2, Альтернативные или множественные промоторы дают начало различным версиям транскрипта, определяемого геном. Ген дистрофина (2, 4 млн пн, 78 интронов) имеет 7 промоторов, функционирующих в различных тканях: К – ткань коры головного мозга; М – мышечная; Мо – мозжечок; С – сетчатка глаза (также мозговая и сердечная ткань); ЦНС – центральная нервна система (также почки); Ш – швановские клетки; О – общие (большинство тканей, кроме мышечной).

Регуляция транскрипции гена PEPCK Фосфоэнолпуриват карбоксикиназа (phosphoenolpyruvate carboxykinase – PEPCK) – участвует в превращении Регуляция транскрипции гена PEPCK Фосфоэнолпуриват карбоксикиназа (phosphoenolpyruvate carboxykinase – PEPCK) – участвует в превращении пуривата в глюкозу, синтезируется в печени, когда уровень глюкозы снижается, например в случае большого перерыва между приемами пищи. Синтез фермента резко падает приеме углеводородов, таких как макароны. Уровень транскрипции гена регулируется большим количеством регуляторных факторов и элементов, включая рецепторы гормонов, участвующих в регуляции метаболизма углеводов. Дистальные регуляторные элементы: GRE – glucocorticoid response element TRE – thyroid hormone receptor (thyroid response element) IRE – insulin receptor element CRE-1 – сайт связывания гормона глюкагона Регуляторные белки: GR – glucocortiticoid receptor, связывается с GRE T 3 – receptor – thyroid hormone receptor, связывается с TRE Hormone Insulin, связывается с IRE

Репрессоры: ДНК-связывающиеся белки, связываются с промоторными элементами или с сайленсерами, влияют через деацетилирование гистонов Репрессоры: ДНК-связывающиеся белки, связываются с промоторными элементами или с сайленсерами, влияют через деацетилирование гистонов или метилирование ДНК. Специфические для отдельных промоторов. Например: репрессоры дрожжей Mot 1 и NC 2 ингибируют предынициаторный комплекс, связываясь непосредственно с ТВР и подавляя его активность. Mot 1 вынуждает ТВР отделиться от ДНК, а NC 2 предотвращает дальнейшую сборку комплекса на связанном ТВР.

Взаимодействие между медиатором и предынициаторным комплексом РНК-полимеразы II у дрожжей (Davis et al. , Взаимодействие между медиатором и предынициаторным комплексом РНК-полимеразы II у дрожжей (Davis et al. , Structure of the yeast RNA polymerase II holoenzyme. Mol. Cell 2002: 409 -415) Медиатор состоит из 21 субъединицы - комплексы Sin 4 (Sin 4, Gal 11, Pgd 1, Med 2) и Srb (Srb 2, 3, 5, 6, Rox 3, Med 6, 8, 11). Взаимодействует с активатором и РНК-полимеразой II.

Энхансеры Механизм влияния на экспрессию гена транскрипционного фактора, связывающегося с ДНК на большом расстоянии Энхансеры Механизм влияния на экспрессию гена транскрипционного фактора, связывающегося с ДНК на большом расстоянии от гена. Электронная микрофотография cвязывания рецептора прогестерона с ДНК upstream uteroglobin гена, вызывающее образование петли. Усилители, удаленные на значительные расстояния (до 20 000 пн), действуют в обеих ориентациях: нормальной и инвертированной, могут связываться с различными белками, их можно переносить с одного места на другое, часто вызывают изгибание ДНК. Увеличивает уровень транскрипции в 100 раз и выше.

Общая организация и структурные элементы межгенных участков Rs-генов Межгенные участки р. ДНК содержат энхансерные Общая организация и структурные элементы межгенных участков Rs-генов Межгенные участки р. ДНК содержат энхансерные элементы, которые увеличивают вероятность сборки предиинициирующего комплекса. Энхансеры позвоночных радикально отличаются от энхансеров дрожжей, хотя они выполняют одну и ту же функцию. Энхансеры образуют блоки из коротких повторяющихся последовательностей. Перед каждым блоком расположен промотор РНК-pol. I. Непосредственно перед промотором гена р. РНК обязательно находится специфический для РНК-pol. I участок терминации, который препятствует транскрипции гена р. РНК со спейсерного промотора. Энхансер способствует образованию стабильного и активного прединициирующего комплекса, но механизм не известен. GC-богатый энхансер шпорцевой лягушки сильно отличается от АТ-богатого энхансера мыши, но функционируют как энхансеры в чужеродном организме. Следовательно, важна повторяющаяся структура, а не определенная последовательность. UBF: - кооперативно связывается с энхансерными повторами; -необходим для функционирования энхансера и для активации промоторов ( с первыми взаимод. менее специфично, чем со вторыми); - взаимодействует с TBP, SL 1, РНК-pol. I. Модель: UBF узнает энхансерные элементы, а затем взаимодействует с одним или несколькими компонентами прединициирующего комплекса, облегчая их связывание с промотором. Взаимодействие белков с энхансерами может также способствовать образованию других важных белковых комплексов в межгенных районах р. ДНК. Например, недалеко от энхансеров располагается комплекс RFB (replication fork barrier). RFB собирается только в 3’нетранслируемой области активных Rs-генов, предотвращая столкновение между компонентами транскрипции и репликативной машиной Терминация транскрипции происходит благодаря взаимодействию фактора терминации (мышь – m. TTF-I, человек - h. TTF-I, лягушка-Rib 2) с участком терминации. У позвоночных Т малой транскрипционной единицы расположен вблизи Р большой транскрипционной единицы. Связывание TTF-I с Т меняет структуру хроматина в области Р, облегчая инициацию транскрипции.

Сайленсоры Silencer – глушитель. Сайленсеры обнаружены у дрожжей S. cerevisiae. Их действие опосредовано белками Сайленсоры Silencer – глушитель. Сайленсеры обнаружены у дрожжей S. cerevisiae. Их действие опосредовано белками группы SIR (silent information regulator), которые окупируют большие области ДНК и тем самым закрывают доступ белкам, способным инициировать транскрипцию. При этом репрессируются все гены, расположенные на расстоянии нескольких т. п. н. от сайленсора.

Структурные белковые мотивы, определяющие взаимодействие с ДНК Взаимодействие между транскрипционным фактором и его мишенью, Структурные белковые мотивы, определяющие взаимодействие с ДНК Взаимодействие между транскрипционным фактором и его мишенью, последовательностью ДНК. Модель взаимодействия между двумя ДНК-связывающими доменами димерного рецептора глюкокортикоида (GR) и мишенью (GRE) ДНК. Короткая α-спираль встраивается в большой желобок ДНК, где узнает определенную последовательность нуклеотидов. Связывание белка с ДНК обусловелено ван-дер-Ваальсовыми силами (гидрофобными), ионными и водородными связями. Рецепторы глюкокортикоида и эстрогена относятся к одному семейству белков. Основания GR, существенные для распознавания GRE и ERE (estrogen response element) обозначены красным. Соответствующие участки ДНК (представленные двумя АТ-парами в центральной части каждой половины GRE сайта), с которыми связываются эти остатки также обозначены красным. Остатки димера GR важные для белок-белкового взаимодействия окрашены зеленым. Четыре иона Zn (по два на мономер) изображены розовыми сферами.

Транскрипционные факторы, связывающиеся посредством мотива «цинковые пальцы» . В каждом «пальце» ионы цинка координируют Транскрипционные факторы, связывающиеся посредством мотива «цинковые пальцы» . В каждом «пальце» ионы цинка координируют два цистеина и два гистидина. Цистеины локализованы в двунитевом β-листе, а гистидины - в короткой α-спирали, лежащей напротив листа. Обычно белки имеют несколько таких пальцев, действующие независимо друг от друга и расположены таким образом, чтобы взаимодействовать с большим желобком. а) Модель комплекса между белком с мотивом «цинковые пальцы» (GLI) и ДНК. Все цинковые пальцы раскрашены по разному, ДНК – синим. Цилиндры и лента – спирали и листы. b) Модель связывания TFIIIA с геном 5 S РНК. TFIIIA необходим для транскрипции гена 5 S РНК-полимеразой III.

Транскрипционный фактор с мотивом «спираль-петля-спираль» (basic-HLH или b. HLH). Этот мотив образован двумя α-спиралями Транскрипционный фактор с мотивом «спираль-петля-спираль» (basic-HLH или b. HLH). Этот мотив образован двумя α-спиралями и петлей между ними. Домену часто предшествует участок, обогащенный положительно заряженными (basic) аминокислотными остатками, взаимодействующий с ДНК и определяющий специфичность узнаваемой последовательности. Белки с b. HLH мотивом образуют димеры. Субъединицы димера обычно кодируются разными генами, в результате формируется гетеродимер. а) Myo. D, димерный транскрипционный фактор, участвующий в запуске дифференцировки клеток мышц. Myo. D является b. HLH белком, который связывается с ДНК специальной основной областью. Сайт связывания (14 пн) изображен ярко голубым; основная (basic) область каждого Myo. D мономера – красным; область спираль-петля-спираль – коричневым; основания ДНК, связанные с транскрипционным фактором – желтым. b) Схема димерного Myo. D комплекса в той же ориентации.

HMG-box motif обозначен по белкам, в которых был обнаружен (high mobility group proteins – HMG-box motif обозначен по белкам, в которых был обнаружен (high mobility group proteins – HMG), состоит из трех α-спиралей организованных в форме бумеранга. а) модель связывания HMG-белка человека SRY (представлена часть белка, зеленый). Связывание с белком вызывает сильный изгиб ДНК. Изгибание происходит в результате контакта белка с минорной щелью ДНК и встраивания в боковую цепь остатка изолейцина между специфической парой оснований. b) UBF, димерный транскрипционный фактор, изгибает ДНК, делая ее удобной платформой для РНК-полимеразы I. Для связывания РНКполимеразы I необходимы базовые транскрипционные факторы.

Лейциновая молния (Leucine zipper или b. ZIP) Этот мотив образован участком α-спирали длиной 30 Лейциновая молния (Leucine zipper или b. ZIP) Этот мотив образован участком α-спирали длиной 30 -40 аминокислотных остатков, причем каждая седьмая – лейцин. Все лейцины повернуты в одну сторону. Обычно димеры, две α-спирали слипаются. С другой стороны αспирали располагаются basic остатки, позволяющие лейциновой молнии взаимодействовать с определенным участком ДНК. Два транскрипционных фактора NFAT-1 (зеленый) и АР-1 (красный и голубой) взаимодействуют с ДНК левее гена цитокина. Серая линия показывает изгиб ДНК, вызванный факторами.

PDB 1 ci 6 3’ 5’ Сахарофосфатный Большая бороздка остов ‘обратной’ цепи Малая бороздка PDB 1 ci 6 3’ 5’ Сахарофосфатный Большая бороздка остов ‘обратной’ цепи Малая бороздка Узнаваемое место Показаны каждый 7 й остаток цепей A и B; Leu - зеленые (A) и темнозеленые (B) Большая бороздка Сахарофосфатный 3’ 5’ остов ‘прямой’ цепи

Расположение доменов ‘лейциновой молнии’ при связывании ДНК 1 NWQ: транскрипционный фактор CCAAT/enhancer-binding protein (C/EBPs) Расположение доменов ‘лейциновой молнии’ при связывании ДНК 1 NWQ: транскрипционный фактор CCAAT/enhancer-binding protein (C/EBPs) крысы