Back to chapter

10.9:

Активаторы эукариотической транскрипции

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Eukaryotic Transcription Activators

Languages

Share

Активаторы транскрипции белки, которые несут ответственность за разрешение РНК-полимеразе запустить транскрипцию. У них есть две основные области, одна та, что связывается с ДНК и еще одна, которая активирует транскрипцию. Домены связывания ДНК содержат один из нескольких характеристических структурных мотивов, включая типичные мотивы как спираль-поворот-спираль, цинковый палец, и люциновая застёжка-молния.Домен у спираль-поворот-спираль”состоит из двух альфа-спиралей, объединённых вместе с помощью цепи аминокислот, которая представляет поворот. Одна спираль отвечает за Распознавание последовательности ДНК и устанавливается в основную канавку. Эти белки связываются с ДНК как димеры.Цинковый палец содержит альфа-спираль и двухрядный бета-лист, который удерживается атомом цинка. Спираль связывается с основной канавкой с помощью двух гистидинов и цепи аминокислот. Леуциновая застёжка-молния сделана из двух мономеорв, которые взаимодействуют друг с другом в форме буквы Y, которая связывается с ДНК.Мономеры состоят из лейцина на каждой седьмой позиции конце терминала C, который взаимодействует с лейцином на противоположном мономере. Терминал N мономера, который состоит из основных мотивов, связывается с ДНК. Другой важный домен в активаторе, домен активации транскрипции, рекрутирует коактиваторы, основные белки, которые являются посредниками в связывании Активаторов с РНК-полимеразой.Эти коактиваторы повышают транскрипцию посредством нескольких механизмов, таких как модификация гистонов, которая приводит этого расширению доступа к транскрипционной машинерии для ДНК. Кроме того, активирующие элементы могут отправлять сигналы через их коактиваторы для активации РНК-полимеразы и запуска транскрипции. В некоторых случаях активаторы важны для удлинения транскрипта.Некоторые полимеразы останавливают транскрипцию после нескольких нуклеотидов и нуждаются в наличии активатора, чтобы перезапустить транскрипцию. Транскрипция одного гена может регулироваться несколькими различные активаторы. Если несколько активаторов задействованы в регуляции транскрипции, они могут действовать синергетически, от чего резко возрастает скорость транскрипции по сравнению с действием отдельных активаторов.

10.9:

Активаторы эукариотической транскрипции

Активаторы транскрипции – это белки, которые способствуют транскрипции генов из ДНК в РНК. В большинстве случаев эти белки содержат два отдельных домена ‒ домен, который связывается с ДНК, и домен для активации транскрипции. Однако в некоторых случаях один домен отвечает как за связывание, так и за активацию транскрипции, как это видно в рецепторе глюкокортикоидов и MyoD.

Связывающие домены способны распознавать регуляторные последовательности ДНК и взаимодействовать с ними. Эти домены классифицируются по различным семействам и названы в соответствии со структурными характеристиками, которые обеспечивают распознавание и связывание ДНК. Некоторые распространенные типы связывающих доменов включают мотивы лейциновой застёжки-молнии, цинкового пальца и спирали-поворота-спирали. Напротив, домены, ответственные за активацию транскрипции генов, обычно представляют собой короткие простые последовательности и менее сложны, чем связывающие домены. По аминокислотному составу они классифицируются по таким категориям, как богатые глутамином, богатые пролином и богатые аланином.

Активаторы транскрипции способствуют привлечению различных белков, необходимых для транскрипции, таких как общие факторы транскрипции, РНК-полимераза и коактиваторы. Все эти белки вместе известны как преинициаторный комплекс и зависят от активаторов транскрипции для их привлечения в соответствующее место.  Эти активаторы могут связываться с сайтом, близким к промотору гена, или в нескольких тысячах пар оснований от гена, чтобы выполнять свою функцию. В случаях, когда они связаны с сайтом, удаленным от гена, они полагаются на гибкость ДНК, которая изогнется и приблизит их к промотору гена. Активаторы транскрипции также необходимы для продолжения элонгации транскрипта или повторной инициации транскрипции в случаях, когда процесс останавливается на полпути. Известно, что активаторы транскрипции действуют синергически. Транскрипция, достигаемая действием нескольких активаторов, выше, чем та, что происходила бы при  суммировании  отдельных факторов, работающих независимо.

Как и другие белки, активаторы транскрипции подвержены посттранскрипционным модификациям. Во многих случаях эти модификации помогают в положительной регуляции транскрипции. Например, ацетилирование р53, активатора, регулирующего гены, ответственные за подавление опухолей, увеличивает его способность связываться с ДНК. 

Suggested Reading

  1. Ma, J. (2006). Transcriptional activators and activation mechanisms. In Gene Expression and Regulation (pp. 147-158). Springer, New York, NY.
  2. Green, M. R. (2005). Eukaryotic transcription activation: right on target. Molecular cell, 18(4), 399-402.