РНК -полимераза E. coli и регуляция транскрипции

• Автор: Камзолова, Светлана Григорьевна
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 371 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ЕЕЕдеНИЕ .

1. РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ГЕНОВ У I

обзор литературы II

1.1. Регуляция транскрипции в промоторах .

1.1.1. Структура основного промотора .

1.1.2. Негативная и позитивная регуляция транскрипции

в промоторах

1.1.2.1. Регуляция транскрипции лактозного оперона .

1.1.2.2. Регуляция транскрипции галактозного оперона

1.2. Регуляция транскрипции в терминаторах

1.2.1. Структура терминаторов
1.2.2. Регуляция терминации транскрипции с помощью специальных белков антитерминация транскрипции
1.2.3. Аттенюация как контроль экспрессии бактериальных оперонов. Регуляция терминации синтеза РНК в триптофановом опероне .
1.2.4. Ретрорегуляция контроль экспрессии генов в терминаторах на расстоянии .
1.3. Интегрирующие механизмы регуляции транскрипции
1.3.1. Роль сАМР СИР в транскрипции
1.3.2. Изменение селективных свойств РНКполимеразы с помощью эффекторов небелковой природы, ррйрр супермодулятор РНКполимеразы .
ОБОСНОВАНИЕ И ЦЕЛЬ РАБОШ . ИЗ
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОД .
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Избирательный синтез РНК на Т2ДНК РНКполимеразой Ь соВи м , РНКполимераза регулятор генной активности .
3.1.1. Взаимодействие РНКполимеразы . сой В с фрагментированной фаговой ДНК матрицей
3.1.2. Взаимодействие РНКполимеразы Ь.соРсв с высокополимерной Т2ДНК, содержащей однонитевые разрывы
4. Конформационные изменения РНКполимеразы на различных
этапах синтеза РНК .
4.1.1. Модификация РНКполимеразы 2,2б,б тетраметил 4хлормеркуркарбобензоксипиперидин1оксилом .
4.1.2. Изучение конформационных изменений РНКполимеразы, модифицированной спиновой меткой, на разных этапах
синтеза РНК .
4.2.1. Модификация РНКполимеразы флуоресцентной меткойфлуоресцеинмеркурацетатом ФМА .
4.2.2. Использование РНКполимеразы, модифицированной ФМА, для изучения конформационных изменений фермента на различных стадиях синтеза РНК
5. Применение метода спиновых меток к исследованию функционирования ДНК в РНКполимеразной системе. Конформационные изменения ДНК в комплексе с РНКполимеразой эффект дальнодействия в ДНК
5.1.1. Модификация Т2ДНК 2,2,6,6 тетраметил4бромацетоксипиперидин1оксилом 1
5.1.2. Изучение матричных свойств Т2ДНК, модифицированных спинметкой I, в РНКполимеразной системе. Роль легкоплавких участков ДНК в инициации синтеза РНК с ранних
генов .
5.2.1. Модификация Т2ДНК спиновой меткой по ОНгруппам глюкозы .
5.2.2. Конформационные изменения ДНК при образовании комплексов с РНКполимеразой. Эффект дальнодействия в
6. Роль субъединицы РНКполимеразы в регуляции транскрипции .
6.1.1. Генетическая характеристика рифампицинустойчивых мутантов с высокоплейотропным эффектом
6.1.2. Биохимический анализ РНКполимераз, выделенных из рифампицинустойчивых мутантов I. i с плейо
тропным эффектом
6.1.3. Влияние рифр мутаций на специфичность синтеза РНК .
6.2. Изучение молекулярных механизмов изменения регуляторных свойств у 0 В9 РНКполимеразы
7. Роль субъединицы РНКполимеразы в обеспечении точности копирования матрицы при транскрипции у i
7.1. Направленный поиск штамма с измененной точностью транскрипции
7.2. Определение точности транскрипции, проводимой РНКполиме . разами I. i ii И ГзО В2
швода. зи
ЛИТЕРАТУРА


Уже достаточно давно было известно, что полинуклеотид, состояний из чередующейся последовательности с Т , отличается от классиеской Вформы ДНК . Недавно было обнаружено, что конфигурационно параметры АТпары в двойной спирали ДНК существенно зависят от
соседей,. В частности, показано, что центральный фрагмент ТАТА кристаллического октамера с1ТАТАСС в условиях реализации Вформы ДНК проявлял Аподобную конформацию, напоминающую структуру гибрида ДНКРНК . Как видно, последовательность центрального фрагмента представляет из себя часть гомологичной последовательности бокса Прибнова. Это, повидимощу, означает, что в данном участке промотора имеется существенная пертурбация в Вконформации спирали, которая, возможно, и служит сигналом для РНКполимеразы. Интересно отметить, что конформационные особенности Аподобного участка ДНК, обусловленные ТА соседствованием, таковы, что могут облегчить локальное расплетание двойной спирали. Это вполне согласуется с предназначением данного участка в функционировании промотора. Аналогичные конформационные флуктуации могут наблюдаться и в других АТобогащнных областях промотора при подходящем расположении нуклеотидов, в целом, создавая своеобразный узор из конфигурационных вариаций Атипа в Вконформации двойной спирали, взаимодействие которых с РНКполимеразой, возможно, и определяет специфичность промотора и его эффективность. Очевидно, что другие отклонения в конформации двойной спирали, индуцируемые специфическими сочетаниями нуклеотидов, также могут вносить свой вклад в это взаимодействие. Однако среди изученных к настоящему времени конформационных флуктуаций Вформы двойной спирали в зависимости от последовательности нуклеотидов, с нашей точки зрения, нет таких, которые имело бы смысл обсуждать в применении к известным структурам промоторов и их функционально значимых участков Вообще, как уже отмечалось выше, природа структурного полиморфизма ДНК только начинает изучаться. Таким образом, исследования более 0 индивидуальных промоторов позволили выявить несколько функционально значимых участков9 участвующих, вероятно, во взаимодействии с РНКполимеразой. Однако пока не удалось расшифровать кода, позволяющего ферменту отличать
промоторы от остальных участков ДНК и различать их между собой. В последнее время в связи с коренной ломкой наших представлений о структуре ДНК, связанной с обнаружением внутреннего структурного полиморфизма двойной спирали, в изучении проблемы белковонуклеинового узнавания стали намечаться новые подходы как концептуального, так и методического характера. До сих пор проблема промоторного узнавания рассматривалась только со стороны одного из участников взаимодействия промотора, в котором код узнавания зашифрован в виде последовательности нуклеотидов. Относительно способов расшифровки кода узнающим участником взаимодействия РНКполимеразой практически ничего неизвестно. Непонятно, каким образом РНКполимераза может узнавать одни и те же регуляторные сигналы, находящиеся на разных расстояниях друг от друга в разных промоторах. Непонятно, как взаимодействие РНКполимеразы с разными промоторами приводит к разной эффективности синтеза РНК с соответствующих генов. Повидимому, нужно предположить, что фермент обладает значительной конформационной гибкостью и способен принимать разную конформацию на разных промоторах. К этому вопросу мы вернмся в разделе РЕзультаты и их обсуждение, поскольку выяснение конформационных возможностей РНКполимеразы . СОЬ в связи с е регуляторными свойствами в транскрипции является одной из задач данной работы. В заключение следует упомянуть, что в литературе описано несколько топологических моделей, касающихся расположения субъединиц РНКполимеразы на промоторе . Поскольку имеются сведения, что топография РНКполимеразы на разных промоторах может различаться , нам представляется более правильным разобрать эти модели на той конкретной регуляторной системе, для которой они были получены. Одна из этих моделей будет представлена в разделе, посвященном ас оперону, и будет указано отличие е от других.