ДНК участок локус-контролирующая обл Гены бета-глобиновые человека LCR

Локус-контролирующая область кластера бета-глобиновых генов человека состоит из четырех гиперчувствительных к ДНКазе I сайтов ( HS1 , HS2 , HS3 , HS4 ), расположенных на расстоянии 6-18 т. п. о. выше эпсилон-глобинового гена , которые обнаруживаются только в эритроидных тканях и отсутствуют во всех остальных. Эти эритроид-специфичные сайты стабильны в онтогенезе и, в отличии от гиперчувствительных сайтов, соответствующих регуляторным областям индивидуальных глобиновых генов, проявляются независимо от того, какой из генов кластера активен в данный момент. Фрагменты длиной 200-300 п. о. составляют коровые элементы этих гиперчувствительных сайтов [ Philipsen S. et al., 1990 , Talbot D. et al., 1990 ].

Эритроид-специфичные гиперчувствительные сайты LCR (HS1 - HS4), проявляют энхансерную активность. Кроме того, как и целый LCR, они способны предотвращать позиционный эффект, то есть обеспечивать высокий уровень экспрессии трансгена вне зависимости от места его встраивания в геном [ Fraser P. et al., 1990 ]. Однако, эти эффекты присущи им в разной степени и ни один из сайтов не может воспроизвести все эффекты полного LCR.

Функционально наиболее важными являются HS2, HS3 и HS4. Есть данные, свидетельствующие о том, что гиперчувствительные сайты LCR отличаются по их активности в онтогенезе. HS3 наиболее активен в эмбриональном периоде, HS4 - во взрослом. Как HS2, так и HS1, обеспечивают одинаковый уровень экспрессии на протяжении всего онтогенеза, но активность HS1 существенно ниже, чем HS2 [ Fraser P. et al., 1993 ]. Отдельные элементы LCR работают синергично, осуществляя стадиоспецифическую регуляцию транскрипции генов бета-глобинового кластера [ Bungert J. et al., 1995 ].

Функциональные домены гиперчувствительных сайтов содержат связывающие мотивы эритроид-специфичных и обычных факторов. Наиболее изучены в этом отношении сайты HS2 и HS3. Функционально важными для HS2 являются сайты связывания факторов Sp1 , USF , а также эритроид-специфичных факторов NF-E2 , GATA-1 . Только в их присутствии достигается максимальный энхансерный эффект, основной вклад в который вносит связывание фактора NF-E2 [ Philipsen S. et al., 1990 , Caterina J.J. et al., 1994 , Reddy P.M.S. et al., 1991 ]. В то же время, способность к преодолению позиционного эффекта в HS2 не ассоциируется с конкретными сайтами связывания транскрипционных факторов [ Caterina J.J. et al., 1994 ].

В функциональном домене HS3 обнаружено несколько сайтов связывания GATA-1, сайт AP-1/NF-E2 , а так же обогащенная гуанином область, которая может связывать фактор Sp1 [ Pruzina S. et al., 1994 , Strauss E. C. et al., 1992 ]. Фрагмент HS3, содержащий два GATA-1 сайта и богатую гуанином последовательность между ними, обеспечивает экспрессию гена бета-глобина независимо от места его встраивания в геном [ Philipsen S. et al., 1993 ]. Минимальный фрагмент, необходимый для образования HS4, включает сайты связывания тех же транскрипционных факторов: NF-E2, GATA-1 и Sp1 [ Lowery C. et al., 1992 ].

Таким образом, минимальный функциональный домен гиперчувствительного сайта LCR влючает три основных элемента: GATA, AP-1/NF-E2 и CACC(GGTG) мотивы. Активность LCR, определяющая независимость экспрессии глобиновых генов от места встраивания в геном, коррелирует с присутствием GATA и CACC(GGTG) сайтов, а для классической энхансерной активности HS2 необходим AP-1/NF-E2 сайт [ Orkin S.H., 1995 ]. Сайты GATA и AP- 1/NF-E2 связывают эритроид-специфичные факторы GATA-1 и NF-E2. Мотив CACC(GGTG) узнается широко распространенными белками, включая Sp1. Таким образом, белки, специфичные только для LCR, не выявлены. Особые свойства каждого из гиперчувствительных сайтов определяются скорее организацией связывающих мотивов, предполагающей взаимодействие факторов, чем уникальностью этих факторов.

Наиболее удаленный от эпсилон-глобинового гена , расположенный на границе кластера дополнительный пятый сайт ( HS5 ), является конститутивным т. е. обнаруживается во всех тканях ( рис. 3 ). (См. Гены бета-глобиновые человека: LCR / HS5 ).

см. Локус-контролирующая область

Ссылки:

Все ссылки