Молекулярная биология, избранные разделы - Ашмарин И.П.
Скачать (прямая ссылка):
не только на РНК, но и на некоторые белки. Труднее всего поставить под сомнение эффект РНК-азы, если не предполагать, что использовались препараты, содержавшие следы протеаз. Возможно, однако, что РНК-аза могла действовать в этой системе не как энзим, а просто как белок основного характера. Высказывались, наконец, предположения, что эффект РНК-азы отражает не нарушение предполагаемой векторной функции РНК, а лишь каких-то более грубых, например «архитектурных», ее функций. Наконец, была поставлена под сомнение эффективность главного из использованных Bonner и сотр. критериев нативности хроматина, ибо тест конкурентной гибридизации РНК может быть доказателен лишь в том случае, .когда транскрибируются неповторяющиеся нуклеотидные последовательности хроматина. В противном случае возможны ложные оценки.
Сопоставление аргументов за и против гипотезы Bonner и сотр. значительно осложняется тем обстоятельством, что авторы ее, продолжая публикации, не обсуждают в них с должной полнотой данных других исследователей, которые им противоречат. Кроме того, можно отметить эволюцию данных и суждений, этой группы об особенностях хромосомной РНК (отказ от обязательности высокого содержания дигидроуридина), о белковых компонентах комплекса и, наконец, о том, активатором или репрессором служит комплекс вРНК с белком. В одной из последних работ, демонстрируя тканевую специфичность хромосомной РНК, Mayfield и Bonner приходят к заключению о том, что комплекс, в который она входит, должен быть активатором, а не репрессором. Основанием для такого вывода они считают постулат о том, что репрессоры a priori должны отличаться однообразием, ибо в клетках эукариотов репрессирована большая часть генома (Mayfieled, Bonner, 1971; Holmes et al., 1972). Сейчас нельзя сделать однозначных выводов о справедливости рассматриваемой гипотезы. При этом нужно подчеркнуть, что ее не следует рассматривать лишь как альтернативу гипотезе о специфической репрессорной функции кислых белков хроматина. Общий механизм регуляции транскрипции у высших организмов, может быть, является столь сложным, что включает обе эти системы и еще ряд других. Мы уже указывали, что принципиальную возможность такого сочетания разных систем регуляции можно считать доказанной, исходя из опыта их изучения у прокариотов.
По аналогии с бактериями можно предполагать существование у эукариотов систем регуляции, основанных на образовании специфических РНК-полимераз, способных различать те или иные большие группы оперонов (генов). Уже установлено наличие в клетках высших организмов трех типов РНК-полимераз, различающихся по локализации, по некоторым условиям проявления наибольшей активности и по отношению к ядам транскрипции. РНК-полимераза нуклеоплазмы транскрибирует, видимо, все области хроматина, кроме рибосомальных цистронов, наиболее активна при повышенных значениях ионной силы и в присутствии ионов марганца,
подавляется а-аманитином, но не рифамицинами и не циклогекси-мидом. РНК-полимераза ядрышка специализирована преимущественно на транскрипции рибосомальных цистронов, активнее при низкой ионной силе и в присутствии ионов магния не ингибируется а-аманитином и рифамицинами, но подавляется циклогексимидом (правда, в бтносительио высоких концентрациях). Наконец, РНК-полимераза митохондрий, так же как и другие компоненты этой органеллы, ближе к бактериальным энзимам (она подавляется рифамицинами). Степень специфичности последней охарактеризована недостаточно. По аналогии с бактериальными РНК-полимеразами, можно было бы полагать, что различия полимераз эукариотов обусловлены наличием сменных о-субъединиц. Пока, однако, экспериментальных подтверждений этого нет.
Познакомившись с основными «претендентами» на роль специфических репрессоров отдельных генов или небольших групп генов негистоновыми (кислыми) белками и РНК хроматина (самой по себе или в комплексе с белками), обратимся теперь к вопросу о роли в регуляции гистонов и их модификаций. В свое время именно с ними были связаны особые надежды на отыскание специфических репрессоров (Stedman, Stedman, 1950). Об этом, казалось бы, свидетельствовало их наличие в хромосомах многоклеточных, где регуляция отличается особой сложностью, и отсутствие их у бактерий. Гетерогенность гистонов также способствовала этим предложениям. Все гистоны оказались энергичными ингибиторами транскрипции ДНК в различных модельных системах. Правда, до сих пор не прекращается дискуссия о том, связано ли это их свойство с переводом ДНК в более компактную гелеобразную структуру, куда просто затруднен доступ РНК-полимеразе и предшественникам транскрипции, или же с истинным блокированием транскрипции. Больше аргументов за последнее толкование, особенно для ситуаций in vivo (Г. П. Георгиев, 1971; В. А. Поспелов, В. JI. Кнорре, 1971; В. А. Поспелов и сотр., 1971), хотя в определенных условиях первый механизм может играть существенную роль (Johns, 1972).
Однако в середине 60-х годов накопился ряд данных, которые вызвали довольно острое разочарование в гистонах как возможных специфических репрессорах. Во-первых, гетерогенность гистонов оказалась не столь значительной, как предполагалось ранее. В главе VI этот вопрос излагался уже достаточно подробно, и здесь нет необходимости повторять соответствующие данные. Во-вторых, фракции и субфракции гистонов не проявили способности к узнаванию определенных локусов ДНК. Удалось выявить лишь тенденцию отдельных фракций к связыванию с теми или иными областями ДНК, существенно различающимися по составу или первичной структуре (Lang, Felsenfeld, 1968; Г. П. Георгиев, 1970; И. П. Ашмарин и П. С. Муратчева, 1968; Clark, Felsenfeld, 1972, и др.) и количественные различия в способности разных фракций гистонов подавлять транскрипцию. Хотя последние данные неодинаковы на различных модельных системах, можно отметить неко-
