Использование ЭВМ в молекулярной биологии. Введение в теорию генетических текстов - Соловьев В.В.
Скачать (прямая ссылка):
2.2.6.3. Фактор-зависимые терминаторы. 2.2.6.3Л. КНО-з ависимые терминаторы. В ?.co/i идентифицировано несколько факторов, участвующих в терминации или антитерминацш транскрипции: Eho , tfvsA , JfvsB , JfusE /93/.
Rho -белок вызывает терминацию транскрипции в оцределенных сайтах на ДНК-матрице. Эти сайты называют Rho -зависимыми терминаторами. В настоящее время определено около десятка Eho-зависимых терминаторных сайтов в Е. coli , ее фагах, также терминатор BisG гена 5. typhimvrium. Их анализ позволил выявить ряд общих характеристик Eho -зависимой терминации:
33
ниц; терминация происходит в црисутствии АТР).
а) последовательности терминаторов сами по себе не обеспечивают термшацию транскрипции;
б) последовательности за несколько сот нуклеотидов до точки окончания транскрипции, по-ввдимому, обеспечивают этот процесс посредством взаимодействия Kfro-фактора с мРНК;
в) размеры области, которая несет необходимые сигналы терминации, равны 80 - 100 п.н.;
г) последовательность РНК перед З’-концом транскрипта характеризуется отсутствием выраженной вторичной структуры, а также низким G-содержанием;
д) никаких специфических последовательностей в районах терминации не выявлено /86; 94/.
Сравнение нуклеотидных последовательностей ДЛо-терминаторов с последовательностями сайтов полярных мутаций выявило ряд закономерностей, которые могут пролить свет на механизм вьо-терминации. Оказалось, что в этих сайтах наблюдается регулярное чередование цитозинов с интервалом в 12 п.н., цричем расстояние 12 п.н. (4 кодона) соответствует размеру Bho-мономера.
На основании этих данных предполагается, что Mo-белок узнает сайт нуклеации из чередующихся цитозинов в транскрипте, которые связываются с его шестью субъединицами (см. рис. 23). Такой сайт могут формировать нуклеотиды в третьих позициях кодонов на з’-концах структурных генов, обусловливая мутационный EJio-зависимый полярный эффект в ряде оперонов /86 - 95/.
2.3. Регуляция трансляции
Эффективность экспрессии генов зависит не только от транскрипции РНК, но и от посттранскршщионных событий, которые определяются генетическими сигналами, записанными в последовательности и структуре молекулы мРНК. Одной из характеристик мРНК, которая существенно влияет на количество конечного цро-дукта, является ее стабильность. Стабильность РНК определяется ее вторичной структурой, а также взаимодействиями со специфическими белками, ингибирующими деградацию этих молекул. Особой стабильностью отличаются РНК, кодирующие рибосомальные компоненты, а также ряд мембранных белков, в то время как другие имеют период полураспада 1-2 глин /36/.
35
Itfli'il i*ftlArIAi? ^-IT*-‘- ............................... -
Наиболее важным посттранскрипционным уровнем, определяющим в значительной степени количество синтезируемого продукта, на котором во многих системах осуществляется регуляция экспрессии, является трансляция. Эффективность трансляции зависит, главным образом, от двух факторов: I) эффективности, с которой рибосомы могут связываться с мРНК и инициировать трансляцию; 2) скорости трансляции. Эти процессы, с одной стороны, зависят от регуляторных молекул, которые взаимодействуют с мРНК и изменяют эффективность трансляции, с другой - от сигналов, которые закодированы в последовательности и структуре мРНК /36; 96 - 98/.
2.3.1. Сигналы инитшаттии тоанплятпш- Инициация белкового синтеза в бактериях включает специфическое связывание малой субъединицы рибосомы с участком мРНК, содержащим инициирующий кодон, как правило, расположенный на некотором расстоянии от 5’-конца мРНК. В Е. coii первичный инициирующий комплекс включает 30S субъединицу рибосомы, мРНК и формилметиониновую тРНК. Первоначально мРНК и f Met-тРНК связываются с малой субъединицей рибосомы с последующим дополнением 50S субъединицы и формированием 705 инициирующегокомплекса^ Для формирования этого комплекса также требуются GTP, М^+ ,JJH| и три белковых фактора (IFI, IF2, IF3), которые тесно связаны с 305 субъединицей /96 - 98/.
Трансляция начинается преимущественно с лив-кодонов, реже опознаются 6UG-, UVG-, AVV-кодоны /99 /. Поскольку такие кодоны встречаются во многих позициях мРНК в произвольных рамках, а синтез белка должен начинаться в строго конкретных рамке и месте - сайте инициации, определенные особенности этого сайта должны обеспечивать такую специфичность. Тем более что в полицистронных мРНК различных оперонов или фагов имеется несколько сайтов инициации трансляции, которые разделены сотнями пар нуклеотидов.
В настоящее время установлено, что при селекции сайтов инициации трансляции в нуклеотидной последовательности мРНК основную роль играют: I) короткий пурин-богатый участок, комплементарный 3’-концу 165 РНК; 2) вторичная структура мРНК /96, 97/.
36
2.3.2. Сайты связывания рибосом. Такие байты первоначально были идентифицированы при сравнении нуклеотидных последовательностей ряда генов перед инициирующими кодонами / 97 /. Этот анализ позволил цредположить, что наблюдаемая во многих мРНК пурин-богатая последовательность за 5 - 10 п.н. до инициирующего кодона, названная последовательностьга Шайно - Дельгарно
