Прокариоты инициация и регуляция транскрипции РНК-полимераза Главный

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

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 ? распознавание промотора • Основной σ-фактор (σ70) • Альтернативные σ-факторы 4

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 (2 ая 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 • Pur. R – регулятор биосинтеза пуриновых нуклеотидов • Репрессор • Связывание с сайтами в присутствии лигандов • имеет ДНКсвязывающий Nконцевой домен и лиганд-связывающий Cконцевой домен

Факторы транскрипции Активаторы Репрессоры • Только активаторы • Только репрессоры • Либо активаторы, либо репрессоры

Механизмы активации • • • Активаторы класса I связываются с последовательностью перед UP -элементом взаимодействуют с С-концевым доменом a-субъединицы РНКполимеразы Активаторы класса II связываются с последовательностью перед сайтом – 35 взаимодействуют с доменом σ субъединицы Активаторы, изменяющие конформацию промотора связываются с последовательностью между – 35 и – 10 элементами промотора взаимодействуют с доменом σ субъединицы

Механизмы репрессии • Стерическая помеха • Сворачивание ДНК • Репрессия активатора

Обратная связь: положительная • Пример: транскрипционный регулятор Eut. R, контролирующий расщепление этаноламина • Его ген находится внутри регулируемого оперона eut (утилизация этаноламина)

Обратная связь: отрицательная • На примере фактора транскрипции Rbs. R • Рибоза – эффектор • Гены кодируют высокоспецифичную систему транспорта рибозы