Анализ общебиологического аспекта транскрипции 5

Транскрипции регуляция: промоторная
Изменение характера экспрессии генов можно наблюдать в бесклеточных системах, компонентами которых являются собственно ген, энхансер и специфические регуляторные белки. Оказывается, что энхансер в зависимости от добавляемого белкового фактора может начать вести себя и как негативно действующий "глушитель" (англ. silencer) экспрессии гена. Негативное действие такого элемента, проявляется при связывании с тканеспецифичным трансдействующим белковым фактором. Негативное действие сайленсеров, как и в случае энхансеров, не зависит от положения и ориентации относительно сайта инициации транскрипции.
По мере исследования регуляторных элементов генома эукариот оказалось, что не удается провести строгих функциональных различий между энхансерами и элементами промотора. Прежде всего ориентация таких активных элементов промотора как GC-мотивы, может быть любой относительно направления транскрипции гена. Более того, промоторные элементы генов металлотионеина и генов теплового шока, отделенные от TATA-последовательности, определяющей сайт инициации транскрипции, также сохраняют специфические регуляторные свойства вне зависимости от ориентации.
Промоторный участок гена металлотионеина, включающий ряд регуляторных мотивов, способен сильно стимулировать экспрессию гена бета-глобина и в том случае, если промотор расположить на 3'-фланге относительно направления транскрипции, причем на значительном расстоянии от бета-глобина.
Примечательно, что экспрессия бета-глобина теперь будет зависеть от ионов металлов. В результате регуляторный участок гена металлотионеина можно рассматривать не только как промотор, но и как индуцируемый энхансер активности гена.
Подобным образом специфический промотор генов теплового шока, отделенный от мотивов TATA и CCAAT и находящийся на значительном расстоянии от старта транскрипции, вне зависимости от ориентации по отношению к нему активирует ген бета-глобина при повышении температуры.
Таким образом, регуляторные элементы генов, которые первоначально относили либо к промоторным, либо к энхансерам, обладают рядом общих функциональных характеристик.
На физической карте регуляторной области гена они могут располагаться в одном районе, создавая сложную мозаику регуляторных сигналов.
Примеры с генами металлотионеина или белков теплового шока показали, что цис-действующие регуляторные элементы способны активно выполнять свою роль при рекомбинации с гетерологичными или с гомологичными генами организмов, отстоящих в эволюционном плане достаточно далеко друг от друга.
Следовательно, взаимодействие этих элементов и соответствующих белковых транс-действующих регуляторов генной активности основано на достаточно общих консервативных принципах, сохраняющихся в процессе эволюции.
Возможность длительной эволюционной сохранности цис- и трансдействующих компонентов, отвечающих за строгую тканевую и временную экспрессию генов, а следовательно, за регуляцию развития организма, неоднократно была показана экспериментально.