Сайленсеры: цис-действующие компоненты у дрожжей
Тип спаривания у дрожжей определяется генами, присутствующими в экспрессируемом локусе МАТ . Гены, определяющие тип спаривания дрожжей есть и в двух других сайтах - HML и HMR - на той же хромосоме вблизи левой и правой теломер. В этих сайтах гены типа спаривания, однако, не экспрессируются даже при наличии всех сигналов экспрессии [ Laurenson, ea 1992 ]. Эта позиционнозависимая, но ген-независимая репрессия известна как сайленсинг у дрожжей . Она распространяется и на дрожжевые гены, если их поместить в HML и HMR , и обусловлена образованием специфической хроматиновой структуры, которая, по-видимому, у дрожжей эквивалентна гетерохроматину многоклеточных. Сайленсинг зависит от согласованного действия цис-действующих последовательностей и нескольких транс-действующих факторов, в том числе продуктов генов SIR . Цис-действующие последовательности, фланкирующие HML и HMR , известны как E-сайленсеры и I-сайленсеры и состоят из консенсусных поcледовательностей для ДНК-связывающих белков Raplp , Abflp и белков ORC (Origin Recognition Complex) [ Kurtz, ea 1991 , Kyrion, ea 1993 , Loo, ea 1995 , Loo, ea 1995 ]. Все четыре сайленсера содержат сайт, который соответствует 11 - нуклеотидному консенсусу, найденному у всех известных автономно реплицирующихся последовательностей ( ARS ). Этот центральный элемент или ARS-консенсусная последовательность (ACS) требуется для функционирования ориджина репликации и является сайтом связывания комплекса из шести полипептидов ORC [ Bell, ea 1993 , Newlon, ea 1993 ].
Синтетический сайленсер , содержащий по одному сайту связывания для белков ORC, Raplp и Abflp, полностью активен в сайленсинге. Организация элементов связывания, характерная для сайленсеров, не характерна для теломер. Теломеры S. cerevisiae состоят из концевых повторов С1-3А различной длины (~ 150-450 оснований), присоединенных к более длинному и более сложному набору Х- и Y'-элементов. Важная черта поли(С1-3А)- последовательностей состоит в регулярном повторении центров связывания Raplp [ Conrad, ea 1990 ]. Хотя короткие участки поли(С1-3А)-последовательности при локализации во внутренних сайтах хромосомы недостаточны для репрессии [ Gottschling, ea 1990 ], более длинные последовательности функционируют как сайленсеры [ Stavenhaszcn, ea 1994 ]. Дополнительные структурные элементы теломер также играют роль в ТЭП. Репрессия репортерного гена URA3 распространяется с теломеры нативной хромосомы, содержащей Y'- элемент дальше, чем в хромосоме без такой последовательности [ Renauld, ea 1993 ]. Функция Х-элементов в ТЭП неясна.
Присутствие молчащих локусов типа спаривания вблизи теломер хромосомы III привело к мнению, что это положение может играть роль в сайленсинге НМ [ Gilson, ea 1993 ]. Действительно, удаление молчащих локусов от теломеры ослабляет их свойства как сайленсеров [ Shei, ea 1995 , Thompson. ea 1994 ]. Используя ген-репортер, фланкированный полноразмерными сайленсерами типа спаривания HML-E и HML-I, встроенный в разные сайты хромосом, Мейлетт с соавт. [ Konkel, ea 1995 ] показал, что близость к последовательностям теломерных повторов необходима для репрессии этого гена. Репортерный ген не репрессируется при интеграции на расстояние более 200 т.п.н. от теломеры. Репрессия восстанавливается либо созданием новой теломеры на расстоянии 13 т.п.н. от репортера, либо вставкой теломерной последовательности длиной 350 п.н., которая сама по себе недостаточна для репрессии транскрипции [ Stavenhaszcn, ea 1994 ]. Сайленсеры служат как сайты, обеспечивающие сборку гетерохроматина [ Shei, ea 1995 ]. Гиперпродукция PPR1 , активатора транскрипции URA3, ведет к ослаблению сайленсинга последовательности URA3, включенной в теломеру [ Aparicio, ea 1994 ]. Это объясняется конкуренцией сайленсера, способствующего конденсации хроматина, и энхансера или белка-активатора, способствующего открытой конфигурации хроматина.
Еще одной функцией сайленсеров является помощь в размещении определенных локусов в специфических для них субъядерных компартментах. Белок Rapl локализуется на периферии ядра [ Klein, ea 1992 ], тогда как ARS-последовательности дрожжей преимущественно связаны с ядерным матриксом [ Amati. ea 1988 ]. Генетические данные позволяют предположить, что для создания и поддержания репрессированного состояния хроматина даже при его внутрихромосомной локализации необходима критическая локальная концентрация белков Sir [ Konkel, ea 1995 , Stavenhaszcn, ea 1994 , Lustig ea 1996 , Marcand, ea 1996 ].
Смотрите также:
