Подавляющее большинство колийных и фаговых промоторов имеют
последовательности близкие к каноническим боксам. Как выяснилось позднее,
многие регуляторные зоны имеют дополнительные признаки, среди участков
следует различать участки близкие к промоторам и в определенной степени
удаленные. В работе (
Deuscle et al, 1986
) установлена иерархия промоторной силы для 14 бактериальных промоторов
для системы in vivo. Самыми сильными оказались фаговые промоторы, имеющие
выраженный (А)n блок в районе "-43 нп" (
Рис.5
). В средних и слабых промоторах для указанной выборки Аn блок
отсутствует. Для более представительной выборки (Galas et al, 1985) из 59
промоторов 25 (42%) имеют выраженный Аn-блок со стороны 5' конца "-35
нп" бокса и 11 (20%) имеют Аn-блок со стороны 3'- конца.
Кроме общих для многих эубактерий "-35 нп" и "-10 нп"
боксов значительный интерес представляют разные типы модификаций
спейсорной области. Рассмотрим их по отдельности.
(1) Отдельные точечные мутации типа замен в спейсорах имеют незначительное
влияние транскрипционную активность, кроме мутаций в пределах бокса
"-16 нп", который иногда встречается в эубактериях.
(2) Точечные замены в пределах "-16 нп" бокса могут сильно
ослаблять транскрипцию in vitro, чего не скажешь про систему in vivo. Он
реже встречается в грам-отрицательных, чем в грам-положительных бактериях.
Иногда его присутствие служит компенсацией отсутствия "-35 нп"
бокса, причем это в большей степени характерно для грам-отрицательных
бактерий, тогда как в грам-положетельных бактериях он в значительной части
случаев сосуществует вместе с "-35" и "-10" боксами.
Так как есть данные о том, грам-положительные бактерии эволюционировали
медленнее, чем грам-отрицательные бактерии (
Sonick et al, 1997
), то авторы предполагают, что "-16" и "-10" боксы в
совокупности составляли древний промотор, а "-35" бокс вошел в
состав промотора более позднего эволюционного происхождения. В
грам-отрицательных бактериях "-16" бокс - исчезающий вариант.
Приведем пример
Рис 6
.
(3) При изучении влияния последовательности спейсеров на эффективность
транскрипции методом подбора специальных блоков типа T(5-6)N5T(5-6) или
поли(dG) или поли(dC) выяснили, что можно значительно увеличить связывание
РНК-полимеразы с промоторной последовательностью in vitro, но замедлить
переход в открытый комплекс.
(4) Удлиняя или укорачивая спейсер между "-35" и "-10"
боксов (оптимальная длина для промоторов E.coli 17 нп и 16 нп для
промоторов рРНК E.coli), можно отчетливо повлиять на эффективность
транскрипции (
Stefano, 1982
).
Простым объяснением этого могло быть существование нескольких
поверхностных зон РНК-полимеразы, которые активно взаимодействуют с
последовательностями ДНК, значительно удаленными от промотора. Ближние
сайты могут помогать первоначальному заякориванию РНК-полимеразы на
промоторе, облегчая первоначальное изгибание ДНК вокруг фермента. Более
удаленные последовательности ДНК могут также взаимодействовать с
различными поверхностями белка, чему могут способствовать статические или
белок-индуцированные изгибы, приводя в результате к общей стрессовой
конформации, которая в конечном счете облегчается при переводе комплекса в
открытую форму и последующей инициации транскрипции. На
Рис 8
символически указано потенциальное распределение статических и/или
активатор-индуцированных изгибов ДНК в промоторном регионе. Использован
рисунок из ссылки (
Zinkel & Crotherts, 1991
). Cм
Таблица II Прокариотические промоторы, содержащие изгибы ДНК