HM Гетерохроматин

"Молчащие" локусы типов спаривания HML и HMR ограничены по бокам короткими последовательностями ДНК - сайленсерами, обозначаемыми как Е (essential - существенный) и I (important - важный; рис. 4.3 б,в).

Сайленсеры содержат участки связывания, как минимум, двух полифункциональных ядерных факторов, а именно Rap1 и Abf1 , а также ориджин-узнающего комплекса (origin recognition complex - ORC ) ( Brand et al., 1987 ). Хотя делеция HMR-E, содержащего все три участка узнавания, гораздо сильнее влияет на сайленсинг , чем делеция HMR-I, содержащего лишь два из них, каждый из сайленсеров в локусах HMR и HML может служить специфическим сайтом нуклеации для связывания репрессирующего Sir-комплекса и последующего распространения белков Sir на лежащие между сайленсерами нуклеосомы. Показано, что между молекулами Rap1, ассоциированными с разными участками связывания in vitro, существуют непосредственные физические контакты. Это свидетельствует о том, что факторы, ассоциированные с сайленсерами Е и I, могут взаимодействовать друг с другом путем "выпетливания" лежащего между ними репрессированного домена. Такая модель легко объясняет наличие кооперативного эффекта этих сайленсеров на инициацию репрессии.

Избыточность функции сайленсерных элементов является характерной чертой гетерохроматиновой репрессии и наблюдается также внутри самих сайленсеров. Факторы транскрипции общего назначения Rap1 и Abf1 , а также ориджин-узнающий комплекс ORC , обеспечивающий посадку пререпликативного комплекса на ориджины репликации, функционально дублируют друг друга. Как показали эксперименты с делециями, сайтов связывания любых двух из этих факторов достаточно для сайленсинга ( Brand et al., 1987 ), хотя сколько-нибудь существенного структурного сходства между Rap1, Abf1 и ORC не обнаружено. Их функциональная избыточность объясняется рекрутируемыми (вовлекаемыми) ими белками. Например, Rap1 рекрутирует белок Sir4 в области сайленсеров НМ и теломер, Abf1 взаимодействует с Sir3 , а ORC имеет высокое сродство к Sir1 , специфическому для репрессии локусов НМ фактору SIR (см. обзор Rusche et al., 2003 ). Сам Sir1 непосредственно взаимодействует с N-концом Sir4, образуя мостик между ORC и комплексом SIR2-3-4. Таким образом, разные связывающиеся с сайленсерами факторы приводят к рекрутированию Sir4, а затем и комплекса SIR2-3-4, необходимого для репрессии во всех случаях. Видимая избыточность между Rap1, Abf1 и ORC (в сайленсерах), а также гетеродимера yKu (в области теломер), может быть связана с их способностью инициировать репрессию с помощью прямых контактов с разными компонентами комплекса SIR.

Следует заметить, что Sir1 участвует скорее в формировании гетерохроматиновой репрессии, чем ее поддержании. После установки репрессированного состояния участия Sir1 уже не требуется ( Pillus and Rine, 1989 ). Его важная роль в установке репрессии была показана путем пришивки к нему ДНК-связывающего домена Gal4 . При замещении сайленсера HMR-Е сайтами связывания Gal4 такой химерный GBD- Sir1 белок эффективно инициирует репрессию в отсутствии самого сайленсера и узнающего его фактора ( Chien et al., 1993 ). Однако такая репрессия все равно требует участия остальных белков Sir и сохранности гистоновых хвостов . Следовательно одной из основных функций сайленсер- связывающих факторов является рекрутирование белка Sir1 , который, в свою очередь, инициирует репрессию, рекрутируя другие Sir-белки во взаимодействия с близлежащими нуклеосомами. Это подтверждается и данными о том, что, в отличие от других Sir-белков, Sir1 не распространяется с комплексом SIR за пределы сайленсеров ( рис. 4.5 ) ( Rusche et al., 2002 ).

Ссылки: