Транскрипция: сложность организации регуляторных областей
У эукариотической клетки регуляторная область генов устроена гораздо сложнее, чем у прокариот, и в ней участвует не только промотор, но и другие элементы, которые будут рассмотрены ниже. Но сейчас для демонстрации сложности, о которой идет речь, используем только промотор.
Промотор у каждого из 100000 генов свой, и хотя можно увидеть в разных промоторах общие элементы, все эти 100000 промоторов отличаются друг от друга очень сильно. Их длина варьирует от нескольких сотен до нескольких тысяч пар оснований. На этом пространстве располагаются десятки регуляторных последовательностей различного рода, которые связывают белки, регулирующие транскрипцию. Многие из этих последовательностей определены. Они достаточно коротки и просты. Но если вы обнаруживаете такую последовательность вблизи от какого-то гена, вы ничего не сможете сказать о том, как она влияет на его регуляцию. Требуется экспериментальный анализ, часто очень непростой, чтобы это понять. Потому что различные регуляторные элементы работают сообща, связывают регуляторные факторы, которые взаимодействуют друг с другом, и эти факторы связывают в свою очередь другие факторы, которые также взаимодействуют друг с другом. К тому же это связывание и взаимодействия зависят не только от того, какие именно регуляторные элементы находятся в промоторной области, но и от того, как они расположены относительно друг друга, и от того, какие еще непромоторные элементы, иногда очень удаленные от гена, вовлечены в его регуляцию. См например: Факторы Oct-1 и Oct-2: функционирование в разных типах клеток
Для каждого гена образуется уникальная мозаика регуляторных элементов, действие которых не аддитивно. Одна и таже последовательность, в зависимости от того, какие последовательности находятся вокруг нее, может узнаваться разными белками.
С другой стороны, один и тот же белок может узнавать разные последовательности. Несмотря на интенсивные многолетние исследования функционирования промоторов животных, удалось выработать только самые основные общие представления, которые мало что дают для предсказаний поведения конкретных промоторов. Один и тот же регуляторный элемент может активировать транскрипцию, но может и репрессировать ее, в зависимости от контекста. Загадкой, например, остается почему промоторы определяют однозначное направление транскрипции, хотя многие их составные элементы могут быть направлены по-разному в разных промоторах.
Пример: один из самых известных регуляторных мотивов, так называемый CCAAT бокс [ Mantovani ea 1988 ]. см. Необязательное отступление о происхождении термина бокс
Ну и, наконец, массу проблем вносит то, что транскрипция происходит не просто на ДНК. А на хроматине, который вносит в регуляцию транскрипции еще более чудовищную сложность.
В результате сегодняшнее впечатление о регуляции транскрипции, если отвлечься от самых общих представлений, весьма расплывчато.
