Согласованная регуляция экспрессии генов

Несцепленные гены в клетке могут подвергаться согласованной регуляции для обеспечения эффективного ответа на такие внешние факторы, как присутствие в среде гормонов, рост ткани за счет клеточной пролиферации, стрессовые факторы, типа голодания или теплового шока. Ключ к пониманию механизмов, обеспечивающих согласованную регуляцию, может быть найден при сравнении 5'-фланкирующих последовательностей согласованно регулируемых транскрипционных единиц. Примеры, приведенные в табл. 16.3, указывают на то, что для генов, подверженных согласованной регуляции, характерно наличие сходных коротких последовательностей, расположенных на различном расстоянии от точки инициации транскрипции. В ряде случаев с помощью анализа мутантов показано, что такие общие последовательности действительно необходимы для индукции. Так, в дрожжевом гене his 4 в 5'-концевой области содержатся три очень сходных по структуре повтора, которые присутствуют также в других генах биосинтеза аминокислот. Для предотвращения индукции гена в ответ на аминокислотное голодание необходима делеция всех трех повторов, которая в то же время не сказывается на обычном конститутивном уровне экспрессии гена his 4.

Синтез небольшого числа белков в ответ на тепловой шок (выдерживание при температуре выше физиологической) является характерной защитной реакцией практически любых эукариотических клеток. В случае Drosophila гены, кодирующие такие белки, подробно охарактеризо-

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 225

Таблица 16.3. Наборы согласованно регулируемых генов, содержащих общие 5'-концевые повторы

Организм	Ген	Регуляция	Обобщенная последовательность	% гомологии с обобщенной последовательностью	Положения
Дрожжи	his 1	Индукция аминокислотным голоданием		89	-334, -319 -170, -73
	his 3			78	-99, -33
	his 4			89	-195, -183
					-139, -88
	tpr 5			78	-190, -65
Drosophila	hsp 70(87 AT) hsp 70(87C1)	Индукция тепловым шоком		85	-62
	hsp 83			92	-74
	hsp 26			85	-62
	hsp 27			54	-68
	hsp 68			69	-61
	hsp 23			62	-75
	hsp 22			85	-147
Шелкопряд (A. polyphemus)	Поздние xoрионовые гены: 401	Экспрессия в период хориогенеза		80	-87
	18 Средние хорионовые гены: 292			58	-87
	10
Человек	Проопиомеланокортин	Репрессия глюкокортикоидами		67	-486
Мышь	MMTV**	Индукция глюкокортикоидами		95	-392
Крыса	Гормон роста	Индукция глюкокортикоидами		95	-392
Курица	Кональбумин	Стероид-инду-		100	-140
	Лизоцим	цируемые белки		78	-142
	Овальбумин	яичного белка		89	-140
* Остаток, отмеченный звездочкой, отсутствует в одной из последовательностей.
** Вирус рака молочной железы у мышей. Отмеченная последовательность находится со стороны 5'-конца от точки инициации вирусной РНК внутри области вирусного длинного концевого повтора.
По Davidson E.H., Jacobs H. Т., Britten R. J., 1983 Nature, 301, 468.