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

236 Экспрессия генетического материала

Рис. 16.19. Организация ДНК в локусах HML, HMRa и МАТ на хромосоме III S. cerevisiae. Тип спаривания определяется генами, транскрипция которых инициируется в локусе МАТ с последовательностью Υα или Υα. В локусах HML. и HMRa транскрипция этих генов подавляется продуктами генов SIR. (По Nasmyth К. Α., 1982. Annu. Rev. Genet., 16, 439.)

кусе MAT и в локусах HML и HMR. Для подавления транскрипции с Yпоследовательностей, расположенных в локусах HML и HMR, необходима экспрессия четырех генов SIR. Считают, что продукты этих генов, взаимодействуя с сайтами, расположенными рядом с областями HML и HMR, индуцируют образование компактной хроматиновой структуры, которая в свою очередь препятствует действию РНК-полимеразы. В то же время продукты генов SIR не действуют на локус МАТ, что открывает возможность инициации транскрипции на расположенной в этом локусе последовательности Y.

Направленность переноса информации от РМД или HMR к МАТ, но не в обратном направлении, возможно, также обусловлена меньшей компактностью структуры хроматина в области MAТ. Полагают, что ген НО кодирует эндонуклеазу, вносящую двуцепочечный разрыв между последовательностями Y и Z. Такой разрыв может возникать только в области MAT и не возникает в идентичных последовательностях, локализованных в рамках HML и HMR. С образования двуцепочечного разрыва, вероятно, начинается собственно процесс переключения, в основе которого может находиться механизм, сходный с механизмом мейотической рекомбинации в рамках модели «двуцепочечный разрыврепарация» (см. гл. 14). При деградации участка Y в области M AT может возникать брешь, репарируемая за счет генной конверсии при участии последовательностей HML или HMR.

Белки клеточной поверхности у трипаносомы

В клетках трипаносомы могут происходить перестройки ДНК, которые обеспечивают альтернативную экспрессию индивидуальных представителей большого семейства генов, кодирующих различные варианты поверхностных гликопротеинов (VSG). Любая клетка трипаносомы в каждый данный момент времени продуцирует только один из вариантов VSG. Поверхность клетки покрывают от 5 до 10 миллионов молекул VSG, которые предотвращают контакт иммунной системы организ-

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 237

ма хозяина со всеми остальными белками трипаносомы, которые были бы расценены ею как чужеродные. Прежде чем хозяйский организм успевает выработать эффективный иммунный ответ против данного варианта VSG-антигена, экспрессированного на поверхности потомства инфицирующей клетки трипаносомы, в индивидуальной клетке происходит переключение на продукцию нового варианта VSG. Таким образом, в ходе инфекции реализуется переключение на все новые отличные варианты VSG с частотой, достаточной, чтобы противостоять очередным попыткам хозяина выработать эффективный иммунный ответ. Исход этой конкурентной борьбы для организма-хозяина часто оказывается фатальным.

С помощью методов работы с рекомбинантными ДНК удалось установить, что в геноме трипаносомы содержится более 100 генов, кодирующих различные варианты VSG. Экспрессия данного гена VSG достигается за счет его дупликации и транспозиции копии гена в область экспрессионного центра, расположенного на другом участке генома. Переключение на экспрессию нового гена VSG сопровождается удалением из области экспрессионного центра прежде находившейся там копии гена VSG. Считают, что в экспрессионном центре находится промотор, способный направлять транскрипцию встроившейся очередной копии гена VSG. Такой способ организации существенно отличает экспрессионный центр трипаносомы от локуса МАТ дрожжей. В случае переключения типа спаривания у дрожжей промоторные участки содержатся непосредственно в рамках перемещающихся последовательностей Υa и Υα. В то же время, как и в случае дрожжевого локуса МАТ, экспрессионный центр трипаносомы располагается в области хроматина, более чувствительной к ДНКазе I, чем участки хроматиновой структуры, содержащие неэкспрессируемые гены VSG. Интересно, что выработавшаяся у трипаносом система преодоления иммунного ответа хозяина, как будет видно из дальнейшего, механистически очень напоминает саму систему иммунного ответа.