Главные особенности прокариотич. регуляции белкового синтеза на уровне транскрипции

Различные терминаторы и их роль в регуляции. Антитерминация транскрипции.

Существуют белковые факторы, одни из которых препятствуют, а другие – способствуют терминации. В случае ρ-зависимой терминации регуляция синтеза белка возможна через воздействие на активность ρ-белка. Для прокариот известно два типа терминации транскрипции: ρ-зависимая и ρ-независимая. Процесс ρ-зависимой терминации показан на рис. 10. Главным фактором терминации транскрипции у бактерий является белок ρ (“ро”), или ρ-фактор, или Rho-фактор, состоящий из шести субъединиц. До последнего времени считалось, что ρ-фактор, присоединившись к 5’-концу РНК, начинает двигаться по ней с той же скоростью, с какой РНК-полимераза движется по ДНК. В районе ρ-зависимого терминатора, отличающегося большим содержанием Г-Ц-пар азотистых оснований, РНК-полимераза притормаживает, так как ей трудно разрывать по три водородные связи в парах “гуанин – цитозин”. Поэтому ρ-белок, скорость которого осталась прежней, догоняет РНК-полимеразу и взаимодействует с ней, изменяя ее конформацию. В результате РНК-полимераза отделяется от ДНК. Согласно данной модели, ρ-фактор первоначально связан только со строящейся РНК, но не с РНК-полимеразой. Лишь позднее он взаимодействует с этим ферментом. По современным представлениям, ρ-фактор сразу связывается с РНК-полимеразой на старте транскрипции, еще до возникновения какого-либо фрагмента РНК. Как только строящаяся РНК становится достаточно длинной, ρ-фактор “продевает” ее сквозь себя, при этом образуя из нее петлю, и начинает тормозить движение РНК-транскрипта с использованием энергии АТФ. Из-за образования петли нарастает пространственное напряжение, которое в районе ρ-зависимого терминатора приводит к изменению конформации ρ-фактора. Это, в свою очередь, изменяет конформацию РНК-полимеразы и инактивирует ее. В итоге элонгационный комплекс останавливается в зоне терминатора, а затем медленно распадается на составные элементы.

Антитерминация транскрипции – это подавление активности некоторых терминаторов. Например, у бактериофага λ есть специальные белки-антитерминаторы N и Q. Белок N связывается с определенной структурой на строящейся мРНК и обеспечивает присоединение к ней четырех белков: S10, NusA, NusB, NusG. Образуется РНК-белковый комплекс, взаимодействующий с РНК-полимеразой и мешающей ей завершить трансляцию на ρ-зависимых и некоторых ρ-независимых терминаторах. Белок Q подавляет активность терминатора, связываясь не с РНК, а с ДНК.

1. Основная регуляция происходит на этапе инициации транскрипции.

2. Так как большинство генов прокариот находятся во “включенном” состоянии, регуляторные воздействия у прокариот обычно направлены на их “выключение”. Для каждого набора генов имеется свой специфический репрессор.

3. Одна регуляторная область на ДНК часто регулирует работу не одного, а нескольких генов.

4. Имеется небольшое количество возможных уровней синтеза белка (“включено”, “выключено” и ряд промежуточных уровней), “плавная” регуляция с тонкой настройкой отсутствует.

Дата добавления: 2015-05-07