Промоторы имеют сходное строение

Исследование структурных особенностей транскриптонов (оперонов) у прокариот позволило выявить ряд общих последовательностей у всех прокариот в областях начала транскрипции (промоторы) и терминации транскрипции. Согласование частот встречаемости оснований выявило 2 коротких консервативных участка последовательностей, расположенных на расстоянии 35 нуклеотидных пар в сторону 5’ конца от начала транскрипции (область -30 на рис.9-36) и на расстоянии 10 нуклеотидов в ту же сторону (область -10). АТ богатый участок области -10 получил название ТАТА бокса или Прибнов бокса. Учитывая более низкую температуру плавления такого участка, считается, что эта последовательность может быть легко денатурирована РНК-полимеразой и является удобным местом начала транскрипции. Обнаружены и консенсусные последовательности в областях окончания транскрипции. Копирование таких последовательностей позволяет формировать в этой области первичного транскрипта шпилечные структуры РНК, которые способствуют диссоциации РНК-полимеразы и окончанию транскрипции.

Транскриптоны эукариот устроены значительно сложнее. В промоторной зоне транскриптона выявляются зоны, которые указывают не только место начала транскрипции (как у прокариот), но частоту этого процесса.

Значительные различия коснулись регуляторной части транскриптона.. На расстоянии 27-30 пар нуклеотидов от сайта инициации расположен TATA-бокс, консенсусная последовательность которого выглядит как TATA(^A/_T)A(^A/_T). Положение TATA-элемента строго определяет сайт инициации транскрипции, т.е. 5'-конец транскрипта. При повреждении или удалении TATA-элемента образуется набор молекул РНК с разными 5'-концами. Отдельные нуклеотидные замены в TATA-элементе могут приводить к резкому снижению эффективности транскрипции. Промоторная зона некоторых генов (например, гена гидроксиметилглутарилKoA-редуктазы - ключевого фермента биосинтеза холестерол а у человека) не содержит TATA-элемента, и транскрипция начинается с нескольких разных сайтов. Образующиеся РНК различаются по 5'-концам в районе нетранслируемой лидерной последовательности. Возможно, различные лидерные зоны определяют характер регуляции экспрессии генов на уровне трансляции.

Расположенный дальше к 5’ концу участок регулирует базовую частоту транскрипции (ЦААТ бокс). Еще далее от начала сайта инициации располагаются последовательности, участвующие в изменении базового уровня транскрипции (энхансеры ускоряют, а сайленсеры замедляют этот уровень) и, наконец, имеется группа последовательностей, участвующих в регуляции экспрессии генов под действием различных внутри и внеклеточных регуляторов (гормонов, белков теплового шока, ионов металлов и т.д.). Указанные регуляторные последовательности представляют собой места связывания специфических бековых факторов.

Терминация транскрипции у эукариот - это пока довольно плохо изученный процесс. Известно лишь, что зона терминации расположена далеко за пределами 3’- конца кодирующей области. Эксперименты с разными искусственными конструкциями показывают, что для терминации транскрипции нужно существование в геноме зоны терминации и обязательно расположенного перед нею сайта полиаденилирования. Если последний убрать, то транскрипция идет за зону терминации. В то же время зону терминации можно удалять и приближать к сайту полиаденилирования, и терминация все равно будет происходить в ее пределах.

Нуклеотидные последовательности зон терминации, прилежащих к разным генам, содержат ряд гомологичных областей, однако в настоящий момент вопрос о природе сигналов терминации остается открытым.

РНК-полимераза у прокариот –основной фермент синтеза всех РНК

РНК-полимераза, выделеная у прокариот катализирует синтез всех типов РНК клетки. Это сложно устроенный фермент, состоящий из нескольких субъединиц, функции которых приведены в следующей таблице.

Таблица 9-14.Свойства и функции субъединиц РНК-полимеразы.
Субъединица	Ген	Размеры (кД)	Число на холофермент	Функция
b	rpoB			Полимеразная активность
b'	rpoC			Связывание с матрицей
a	rpoA			Структурный организатор полимеразы
s	rpoD			Узнавание промотора

 

Коровый (основной) фермент состоит из 4-х субъединиц a2bb’, после соединения с s - субъединицей превращается в холофермент, который и обеспечивает процесс инициации синтеза РНК.