Прокариоты: инициация и регуляция транскрипции

РНК-полимераза Главный компонент (core-фермент) σ-фактор Элонгация Распознавание промотора β β α ω α 12 43

Субъединицы β и β формируют активный центр фермента Связываются: –с матричной цепью ДНК –с новосинтезированной РНК

Субъединицы α 2 домена и линкерная область (ок. 20 ак) N-концевые домены: -димеризация α -связывание с β β С-концевые домены: -связывание с ДНК -взаимодействие с факторами

σ-фактор распознавание промоторной последовательности привлечение на промотор главного элемента РНК-полимеразы расплетание дуплекса ДНК в области старта транскрипции ? распознавание промотора Мультидоменный белок : Основной σ -фактор ( σ70) Альтернативные σ -факторы

Гены ответа на тепловой шок Гены ассимиляции азота Имеют собственные последовательности промоторов, отличающиеся от промоторов основного σ-фактора

Последовательность промотора UP-элементпоследовательно сть -35 удлиненный -10 сайт последовательно сть -10 -TTGACATGNTATAAT С-концевой домен α - субъединиц домен 4 σ -фактора домен 3 σ -фактора домен 2 σ -фактора

Этапы транскрипции ДНК (2ая спираль) + σ -фактор + главный компонент РНК- полимеразы = закрытый промоторный комплекс Расплетание ДНК – открытый промоторный комплекс Инициация транскрипции – образование первых звеньев цепи РНК От РНК-полимеразы отделяется σ -фактор Элонгация

Факторы транскрипции Белки, связывающиеся с промотором и регулирующие транскрипцию Большинство высокоспецифичны Большинство контролируют экспрессию нескольких генов 3 механизма воздействия «стимул -> фактор»: взаимодействие фактора с лигандом ковалентная модификация регуляторного белка регуляция гена фактора транскрипции

Взаимодействие фактора транскрипции с лигандом PurR – регулятор биосинтеза пуриновых нуклеотидов Репрессор Связывание с сайтами в присутствии лигандов имеет ДНК- связывающий N- концевой домен и лиганд-связывающий C- концевой домен

Факторы транскрипции Только активаторы Только репрессоры Либо активаторы, либо репрессоры АктиваторыРепрессоры

Механизмы активации Активаторы класса I связываются с последовательностью перед UP-элементом взаимодействуют с С-концевым доменом a-субъединицы РНК- полимеразы Активаторы класса II связываются с последовательностью перед сайтом –35 взаимодействуют с доменом σ - субъединицы Активаторы, изменяющие конформацию промотора связываются с последовательностью между – 35 и –10 элементами промотора взаимодействуют с доменом σ - субъединицы

Механизмы репрессии Стерическая помеха Сворачивание ДНК Репрессия активатора

Обратная связь: положительная Пример: транскрипционный регулятор EutR, контролирующий расщепление этаноламина Его ген находится внутри регулируемого оперона eut (утилизация этаноламина)

Обратная связь: отрицательная На примере фактора транскрипции RbsR Рибоза – эффектор Гены кодируют высоко- специфичную систему транспорта рибозы