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 213

Рис. 16.4. Нуклеотидные последовательности, существенные для транскрипции гена tk. Идентификация этих последовательностей основана на данных по транскрипции клонированных мутантных генов, показанных на рис. 16.3, в ооцитах Xenopus. (По Knight S . L·, 1982. Cell, 31, 355.)

ТАТА-последовательность, необходим для точного выбора начальной точки транскрипции. Изменения в этом участке приводят к тому, что транскрипция инициируется на других нуклеотидах и с гораздо более низкой частотой.

Рассмотренные эксперименты убедительно свидетельствуют о том, что район, содержащий ТАТА-последовательность, образует функционально важные контакты с РНК-полимеразой II, необходимые для ориентации фермента в положении, позволяющем ему начать транскрипцию с правильной точки. Точное функциональное значение более отдаленных участков, отмеченных на рис. 16.4, представляется не столь очевидным. Соблюдение фиксированного расстояния между дистальными участками и ТАТА-последовательностью не является необходимым условием эффективной транскрипции (вспомним, что расстояние между участками — 10 и — 35 в прокариотических промоторах, напротив, является критическим). Об этом свидетельствуют результаты экспериментов, отраженные на рис. 16.5. Транскрипционная активность некоторых мутантов указывает на то, что РНК-полимераза II не образует контактов с дистальными последовательностями и ТАТА-последовательностью одновременно и что другие компоненты, влияющие на транскрипцию, не имеют специфического сродства к дистальным участкам, а вступают во взаимодействие с РНК-полимеразой, зафиксированной в области ТАТА-последовательности. Если бы такие контакты были необходимы, то изменение расстояния между соответствующими участками (см. рис. 16.5) оказывало бы существенное влияние на эффективность транскрипции. Возможное функциональное значение дистальных последовательностей будет обсуждаться в дальнейшем.

Терминация транскрипции считываемых РНК-полимеразой II транскрипционных единиц происходит по-разному в зависимости от организма и от конкретной последовательности. Так, в дрожжах механизм терминации заметно отличается от соответствующего механизма у высших эукариот. За исключением гистоновых мРНК, все молекулы мРНК модифицированы с 1'-конца добавлением polyA-хвоста. Сравнение 1'-концевых участков ряда мРНК позволило выявить наличие универсальной последовательности AAUAAA или очень близкой к ней на расстоянии около 15 нуклеотидов от точки полиаденилирования (рис. 16.6). Эта последовательность отсутствует не только в гистоновых мРНК высших эукариот, но и во всех дрожжевых мРНК. С помощью мутагенеза in vitro было показано, что эта последовательность выступает в роли сигнала полиаденилирования новообразованных РНК-транскриптов. Делеция этой последовательности приводит к образованию аномально

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

214 Экспрессия генетического материала

Рис. 16.5. Мутантные гены tk с систематически изменяющимися расстояниями между первой и второй дистальной последовательностями и последовательностью ТАТА, полученные с помощью введения делеций или вставок чужеродных фрагментов в ДНК гена дикого типа. Для каждого мутанта указан размер удаленного ( — ) или встроенного ( + ) фрагмента ДНК в нуклеотидных парах. Справа приведены данные по оценке эффективности транскрипции мутантных генов

в ооцитах Xenopus по сравнению с эффективностью для гена tk дикого типа: ( + + ) - означает уровень транскрипции, сопоставимый с нормальным; (+ —) - 10-20% от нормального уровня транскрипции; ( — — ) - менее 10% от нормального; (+ + 4- ) - транскрипционная активность в пять раз выше нормальной, дп -дистальная последовательность, пп- проксимальная последовательность (По McKnight S. L, 1982. Cell, 31, 355.)

длинного транскрипта, полиаденилирование которого происходит после следующего аналогичного сигнала, входящего в состав следующего считываемого сегмента ДНК. Сигнал AAUAAA может находиться на значительном расстоянии от истинной точки терминации транскрипции. В случае ß-глобинового гена млекопитающих сигнал полиаденилирования расположен на расстоянии 1400 нуклеотидов от 3'-конца транскрипта, а истинная природа собственно терминаторного сигнала неизвестна. Очевидно, что расщепление первичного транскрипта РНКазами до сайта полиаденилирования является частью созревания мРНК. С другой стороны, в клетках дрожжей процесс полиаденилирования является частью процесса истинной терминации транскрипции на терминаторной последовательности, структура которой еще не установлена.

Истинные терминаторные последовательности были идентифицированы в транскрипционных единицах гистоновых генов. Сравнение 3'-концов гистоновых мРНК ряда высших эукариот позволило выявить весьма характерную последовательность, содержащую инвертиро-