Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

208 Экспрессия генетического материала

Таблица 16.1. Возможные уровни регуляции экспрессии генов
Уровни регуляции	Количество примеров
Ядерный
Транскрипция
Инициация	Множество, >·100
Терминация (аттенуация)	1
Процессинг ядерной РНК
Полиаденилирование	~3
Сплайсинг	2
Цитоплазматический
Стабильность мРНК	~5 на уровне определенных генов; множество на общем уровне.
Эффективность трансляции мРНК	~10 на уровне определенных генов; множество на общем уровне.
Составлено по DarnellJ.E., Ir. 1982. Nature, 297, 365.

может осуществляться как на уровне самой транскрипции, так и на уровне сплайсинга. Более того, ДНК в эукариотических клетках организована в нуклеосомы, которые в свою очередь формируют хроматиновые структуры более высокого порядка (см. гл. 4). В зависимости от локальной структуры хроматина данные участки ДНК могут находиться в состоянии, доступном или недоступном для действия РНК-полимеразы, то есть структура хроматина также может влиять на регуляцию транскрипции. В табл. 16.1 приведены возможные уровни регуляции эукариотических генов и сведения о количестве примеров, на которых удалось показать реализацию того или иного уровня регуляции. Кроме того, так как у эукариот транскрипция не сопряжена непосредственно с трансляцией, то возможен и фактически реализуется цитоплазматический контроль использования регуляторных мРНК. Все эти контролирующие и регуляторные механизмы, без сомнения, требуют участия специализированных белков (и, возможно, некоторых молекул РНК), действующих на соответствующие регуляторные участки ДНК или РНК. В настоящее время сведения о природе этих регуляторных молекул весьма ограничены. Однако есть основания полагать, что в ближайшие годы наши представления в этой области могут существенно расшириться.

Участки днк, контролирующие транскрипцию

По аналогии с прокариотами можно ожидать, что в инициации транскрипции эукариотических генов должны участвовать промоторные последовательности, расположенные в ДНК недалеко от точки инициации синтеза РНК (с 5'-конца данного гена). С использованием методов, описанных в гл. 9, удалось клонировать значительное количество структурных генов из различных эукариотических клеток и их вирусов. Сравнение 5'-фланкирующих последовательностей этих генов позволило выявить очень характерную А-Т-богатую последовательность, распо-

Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

16. Регуляция экспрессии генов у эукариот 209

Рис. 16.1. Сравнение 5'-фланкирующих последовательностей для 41 эукариотического гена. Цифровые индексы соответствуют числу случаев, в которых данный нуклеотид занимает данное положение в некодирующей цепи ДНК (то есть в той, которая комплементарна цепи, служащей матрицей для синтеза РНК). Соотнесение последовательностей осуществлено по принципу получения	максимального сходства, поэтому, как отмечено в верхней строке, наблюдаются определенные различия в расстояниях между данным нуклеотидом и точкой начала транскрипции (первый транскрибируемый нуклеотид имеет номер +1). Внизу приведена обобщенная (consensus) или так называемая ТАТА-последовательность. (По Corden I. et al, 1980. Science 209, 1406.)

лагающуюся, как правило, за 20-30 нуклеотидов до точки начала транскрипции. Этот участок, названный Гольдберг-Хогнесс-боксом (по аналогии с Прибнов-боксом прокариот) или просто «ТАТА»-последовательностью, показан на рис. 16.1. Наличие такой последовательности характерно для транскрипционных единиц, в считывании которых участвует РНК-полимераза II.

Изучали способность клонированных генов, включающих 5'-фланкирующие последовательности, направлять транскрипцию in vitro и in vivo с использованием тест-систем, позволяющих оценивать точность инициации транскрипции в 5'-концевой области клонированных последовательностей. Таким образом, при работе с клонированными мутантными и нормальными ДНК удается провести сравнение, позволяющее установить, какие из остатков 5'-фланкирующей последовательности действительно необходимы для нормального функционирования промотора. Эти исследования показали, что ТАТА-последовательность необходима для правильного выбора цепи ДНК и точки инициации транскрипции. Эта регуляторная последовательность наряду с другими участками последовательности контролирует также эффективность инициации транскрипции.

Для осуществления точной транскрипции in vitro недостаточно присутствия только очищенной РНК-полимеразы II и клонированной последовательности ДНК. Необходимо также присутствие неидентифицированных в настоящее время белков. Была разработана кроме того удобная система транскрипции in vivo, основанная на инъекции клонированной ДНК в очень крупные ядра ооцитов африканской шпорцевой лягушки Xenopus. Инъецированная ДНК связывается с гистонами