Промотор РНК-полимеразы I
РНК-полимераза I транскрибирует рибосомальные гены, представленные сотнями повторяющихся копий, разделенных спейсерами. Ранее считалось, что районы спейсера не транскрибируются. Однако оказалось, что транскрипты спейсеров подвергаются особенно быстрому процессингу и деградации. В конце спейсера находится сайт терминации dT размером >= 5 оснований. Функциональная особенность этого сайта заключается в том, что он же отвечает и за реинициацию нового транскрипта. Одно и то же мутационное изменение в этом районе спейсера снижает как эффективность терминации, так и реинициации транскрипции. При освобождении транскрипта в сайте dT полимераза сохраняется связанной с ДНК. Взаимодействуя с дополнительным белковым фактором, полимераза тут же настраивается на следующий акт реинициации транскрипции. Благодаря сопряжению актов терминации и инициации в одном сайте обеспечивается высокая эффективность процесса трансляции, поскольку каждый новый акт инициации не требует поиска промотора.
Несмотря на то, что участки генома, кодирующие рРНК, относятся к одним из наиболее консервативных, регуляторные последовательности, обеспечивающие инициацию транскрипции у разных видов, сильно дивергированы. Одно из объяснений этого явления основывается на факте вхождения рДНК в мультигенное семейство (гены рРНК многократно повторены в геноме). В этой связи мутации в регуляторной области одного гена, которые благоприятно сказываются на его экспрессии, могут быстро распространиться в семействе последовательностей благодаря генной конверсии, неравному кроссинговеру и/или последовательным актам их эксцизии и реинтеграции в геном. В соответствии с этой интерпретацией, промоторные последовательности рДНК обнаруживают мало гомологии даже у таких близких видов, как человек и мышь.
Общий план строения промоторов рДНК практически не различается у всех исследованных эукариот. Промоторы РНК- полимеразы I содержат два коровых регуляторных элемента ( CPE - core promoter element ), локализованных между положениями - 75 и -50, а также -30 и +1 ( рис. I.4,б ). Основной промотор лишь слабо связывает TBP-содержащий белковый комплекс SL1 (у людей и крыс), в состав которого, кроме того, входят еще три видоспецифических фактора транскрипции ( TAF - TBP associated factor ), специфичных в отношении РНК- полимеразы I. Сборка прединициационного комплекса в этом случае не зависит от специфического взаимодействия TBP и ДНК, так как промоторы РНК-полимеразы I не содержат TATA-последовательности.
TAFI63 и TAFI110 , входящие в состав комплекса SL1, являются ДНК-распознающими компонентами комплекса. С помощью футпринтинга было установлено, что комплекс SL1 остается связанным с промотором на протяжении нескольких раундов инициации синтеза РНК РНК-полимеразой I. Стабильное взаимодействие комплекса SL1 с промотором требует участия дополнительного ДНК-связывающего белка UBF , который сам по себе обладает способностью слабо связываться с удаленной регуляторной последовательностью UCE (upstream control element) , расположенной между нуклеотидами в положениях -90 и -150. Синергизм в стимулирующем действии SL1 и UBF на транскрипцию РНК-полимеразой I может быть обусловлен наличием непосредственных контактов между этими двумя факторами.
Другим регуляторным элементом, удаленным от точки инициации транскрипции промотора Pol I, является энхансер, построенный из коротких повторяющихся последовательностей.
Последовательность CPE обеспечивает специфичность транскрипции генов рРНК, и ее достаточно для инициации. В этой связи последовательность UCE и энхансер не рассматриваются в настоящее время как части промотора РНК-полимеразы I. Кроме того, соответствующие промоторы простейших, грибов и растений последовательность UCE не содержат, а белок UBF не является необходимым компонентом бесклеточных систем транскрипции.
Образование прединициационного комплекса РНК-полимеразой II требует участия фактора TFIIB . Аналогичный в функциональном отношении белковый фактор BRF также необходим для инициации транскрипции РНК-полимеразой III . Соответствующий белковый компонент РНК-полимеразы I еще не идентифицирован. Помимо фактора, связывающего кoровую последовательность - CPBF , в инициации синтеза рРНК принимает участие фактор, связывающий энхансер 1, - E1BF (enhancer 1-binding factor) , который не входит в состав холофермента Pol I .
Оба фактора заметно повышают базальный уровень синтеза рРНК в бесклеточных системах транскрипции.
Смотрите также:
