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

Рис. 15.9. Нуклеотидная последовательность регуляторной области lac-оперона Е. coll. По известной аминокислотной последовательности репрессора и ß-галактозидазы можно идентифицировать кодирующие участки генов I и Z. Идентификация операторного и промоторного участков основана на локализации последовательностей, которые защищаются от ферментативной деградации при связывании с репрессором и РНК-полимеразой соответственно. Делеции или точечные мутации, изменяющие ту или иную функцию, локализуются в определенных участках последовательности, что позволяет провести дальнейшее соотнесение структуры и функций. Точечные замены в положениях — 57 и — 66 в области САР-сайта проявляются в фенотипе lac ^- , вероятно препятствуя кооперативному связыванию пары димеров САР-белка с соответствующей симметричной последовательностью (подчеркнута с обеих сторон). (По Reznikoff W. S., Abelson I. N., 1978. In The Орегон, ed. by J.H. Miller, W. S. Reznikoff, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor N. Y. и O'Neill M. C. et al., 1981. Proc. Nat. Acad. Sei. USA 78, 2213.)

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

15. Регуляция экспрессии генов у прокариот 179

Рис. 15.10. Нуклеотидная последовательность ДНК, связывающаяся с /ас-репрессором. Оттенены палиндромные последовательности, расположенные симметрично вокруг оси вращения (цветная точка). С этими симметричными последовательностями связываются две субъединицы тетрамерного репрессора.

ций I^- , обозначаемых I ^-D. Конститутивные мутации I ^-D подавляют способность репрессора связываться с операторной ДНК. В частичных диплоидах они ведут себя как доминантные - генотипу I ^-D/I⁺ соответствует конститутивный фенотип. Доминантность этих мутаций реализуется за счет образования смешанных тетрамеров. Смешанная пара, состоящая из мутантной и нормальной субъединицы, утрачивает способность к кооперативному связыванию с ДНК и соответственно к подавлению транскрипции.

Все мутации I ⁺ картируются на участке гена I , кодирующем n-концевую область полипептида, т.е. ту область, которая непосредственно связывается с ДНК. С другой стороны, репрессор, продуцируемый мутантными клетками I ^-, способен нормально связываться с индуктором. Это означает, что участок связывания с индуктором локализуется вне N-концевой области репрессора. Такое представление подтверждается при рассмотрении мутаций I другого типа I , которые проявляются в фенотипе суперрепрессии. В клетках I^S репрессор связывается с оператором независимо от присутствия индуктора. Все мутации этого типа картируются в гене I вне области, кодирующей 50 N-концевых аминокислотных остатков репрессора. Таким образом, можно полагать, что lac-репрессор содержит два функционально различных домена.

Представления о доменной организации молекулы репрессора были подтверждены с помощью биохимических методов. При обработке очищенного нативного репрессора протеолитическим ферментом трипсином N-концевые полипептиды отщепляются от тетрамерного «кора». Оставшийся после этого кор-белок может связывать индуктор, но не способен связываться с ДНК. Таким образом, N-концевые участки полипептидных цепей (протяженностью около 50 аминокислотных остатков), вероятно, выступают за пределы относительно компактного тетрамерного кора и могут «внедряться» в бороздки двойной спирали ДНК, узнавать и прочно связываться с операторной последовательностью. Как мы убедимся в дальнейшем, такой способ структурно-функциональной организации характерен для многих белков, специфически узнающих определенные последовательности ДНК.

Взаимодействие очищенного lac-репрессора с ДНК подробно изучено in vitro. Для оценки прочности связывания белка как с операторной, так и с любой другой ДНК можно пользоваться значением кон-