Роль легкодеформируемых звеньев промоторной ДНК в формировании транскрипционных комплексов с РНК-полимеразой E. coli

• Автор: Костяницына, Елена Геннадьевна
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 98 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Роль структурноспецифических взаимодействий в формировании транскрипционных комплексов

1.Общие представления о механизмах инициации транскрипции

1.1 .Характеристика РНКполимеразы 1.2.Струкгурная организация промоторов

1.3.Общие представления о механизмах взаимодействия РНКполимеразы с промотором

2.0собенности ДНКбелковых взаимодействий в транскрипционных комплексах

2.1.Топологическая характеристика полимеразапромоторных комплексов

2.2.Пространственная организация транскрипционного комплекса

2.3.Особенности взаимодействия асубъединиц РНКполимеразы с промоторами 3. Конформацнонные свойства ДНК

3.1. Конформацнонные свойства ДНК

3.2. Роль легкодеформируемых динуклеотидов в активации транскрипции
3.3. Деформация ДНК в комплексах с белками Заключение
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
1. Локализация участка температурозависимых конформационных перестроек в промоторе
2. Структурнофункциональная роль динуклеотидов ТА, находящихся между местами взаимодействия асубъединиц.
2.1. Функциональная характеристика ТЮ
2.2. Структурная характеристика комплексов, формируемых РНКполимеразой с Тд
2.3. Зависимость матричных свойств промотора Лй от положения кинкообразующего динуклеотида ТА
3. Структурнофункциональная роль динуклеотидов ТА, находящихся в участках непосредственного контакта с асубъединицами РНКполимеразы.
3.1. Структурнофункциональная характеристика ЛХк
3.2. Структурнофункциональная характеристика ЛО,к
ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Изначальные представления о том, что основной контроль осуществляется с помощью специальных регуляторных белков, определяющих эффективность формирования транскрипционного комплекса, в настоящее время подвергается основательному пересмотру. За последние лет было обнаружено несколько принципиально новых механизмов. Так, было установлено, что эффективность транскрипции конкретных генов может зависеть от того, какая часть сформировавшихся полимеразапромоторных комплексов окажется способной начать продуктивную элонгацию, а какая останется вовлеченной в абортивный синтез коротких олигонулсотидов i, i, . . . i, i, . Было обнаружено, что в процессе продуктивной элонгации возможны продолжительные паузы и даже полная остановка транскрипции v . , , iv v,. Были найдены белки и , способствующие выходу фермента из состояния паузы. Механизмы их действия интенсивно изучаются. Кроме этого, было установлено, что у бактерий, так же, как и у высших организмов, экспрессия генов может эффективно регулироваться с помощью малых регуляторных РНК, большинство из которых влияют на трансляцию мРНК , . . Тем не менее, изучение механизмов формирования транскрипционного комплекса, попрежнему, остается актуальным. Наиболее весомым открытием в этой области является участие одной из основных субъединиц РНКполимсразы, асубъединицы, в распознавании промоторной области . До этого считалось, что только сменные осубъединицы фермента, взаимодействующие с консервативными последовательностями оснований, выполняют роль факторов промоторной специфичности. Изучение механизма комплексообразования асубъединиц с промотором рибосомного оперона тгВР1 обнаружило особенность этого взаимодействия, для которого важной оказалась не конкретная последовательность оснований, как в случае асубъединиц, а структурная особенность ДНК, позволяющая узнающему модулю белка образовать водородные связи с двумя нитями ДНК. Было установлено, что взаимодействие с асубъединицами способно активировать синтез РНК более чем в сто раз ЕвЬет е Весомость опосредованного асубъединицами взаимодействия свидетельствует о важности структурообразующих мотивов в нуклеотидной последовательности промоторов и фокусирует внимание на изучении их функциональной роли. Оптимальная для взаимодействия с асубъединицами структура двойной спирали формируется гомонуклеотидными полиАТтреками. Кроме них нуклеотидная последовательность промоторов обогащена легкодеформируемыми звеньями, способствующими адаптивной изомеризации ДНК в условиях слабого изгибного напряжения. Обзор литературы посвящен анализу данных, отражающих роль этих элементов в формировании транскрипционного комплекса. Современные представления о структуре РНКполимеразы, промотора и механизмах инициации транскрипции даны в объеме, необходимом для понимания сведений о роли структурообразующих элементов. Инициация синтеза РНК предполагает взаимодействие ключевого фермента транскрипции РНКполимеразы с промоторными участками ДНК и образование продуктивного комплекса. Разнообразие нуклеотидных последовательностей промоторов обеспечивает широкий спектр вариаций в уровне экспрессии индивидуальных генов, что является основой сбалансированного и тонко регулируемого мегаболизма клетки. Кроме этого, на стадии инициации действуют разнообразные регуляторы белковой и небелковой природы, которые способны связываться с РНКполимеразой и соответствующими нуклеотидными последовательностями в промоторах и увеличивать или уменьшать частоту инициаций с данного промотора. В последнее время становится все более очевидным, что многоуровневая система регуляции транскрипции от эффективного взаимодействия ферментДНК до направленного воздействия эффекторов обеспечивается некоторым набором молекулярных механизмов, реализация которых для каждого конкретного гена зависит от физикохимических особенностей и конформационного состояния вступающих во взаимодействие компонентов.