Особенности нуклеотидных последовательностей, прилегающих к промоторам
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
