Репрессивная структура гетерохроматина S. cerevisiae
Гетерохроматин S. cerevisiae отличается репрессивной структурой, которая распространяется на весь "молчащий" домен.
Репрессия активности генов в эухроматине может происходить вследствие связывания репрессорного белка или комплекса, узнающего определенную последовательность в промоторе гена и препятствующего движению или посадке аппарата транскрипции. Репрессия в области гетерохроматина достигается другим способом, который не является промотор-специфичным. Она начинается с определенных участков, от которых распространяется непрерывно по всему домену, репрессируя все промоторы, находящиеся в соответствующей области ( рис. 4.5 ) ( Renauld et al., 1993 ). Наиболее четко это было показано с помощью метода иммуно-преципитации хроматина: оказалось, что белки Sir2 , Sir3 и Sir4 физически связаны с хроматином по всему "молчащему" субтеломерному домену ( Hecht et al., 1996 ; Strahl-Bolsinger et al., 1997 ). Доказательства, что такая связь приводит к формированию менее доступной репрессивной структуры были получены в других экспериментах. Например, ДНК "молчащих" доменов хроматина плохо метилировалась экспрессируемой в дрожжевых клетках бактериальной метилазой dam , тогда как последовательности ДНК вне этих доменов метилировались вполне эффективно. По-видимому, гетерохроматин затрудняет доступ к ДНК таким молекулам как dam- метилтрансфераза ( Gottschling, 1992 ). Аналогично, 3-т.п.н. локус HMR избирательно устойчив к действию определенных рестрикционных эндонуклеаз в изолированных ядрах ( Loo and Rine, 1994 ), а нуклеосомы между двух сайленсер-элементов в "молчащих" локусах НМ расположены близко друг к другу, образуя нуклеазо-резистентный домен, отсутствующий в активных локусах ( Weiss and Simpson, 1998 ). Итак, гетерохроматин у дрожжей имеет особую структурную организацию.
Не столь ясен вопрос о степени гиперконденсации гетерохроматина у дрожжей и многоклеточных организмов, и обусловленного ею затруднения доступа факторов транскрипции к ДНК. Репрессивный комплекс, образующийся при взаимодействии белков Sir с гистонами, оказался неожиданно динамичным: эти белки могут включаться в хроматин "молчащего" локуса НМ даже при остановке клеток в фазе клеточного цикла, в которой образования гетерохроматина обычно не происходит ( Cheng and Gartenberg, 2000 ). Возможно, именно этим обстоятельством объясняется способность Sir- содержащего хроматина связываться с определенными факторами транскрипции даже в репрессированном состоянии ( Sekinger and Gross, 1999 ). Тем не менее, хотя эти исследования и свидетельствуют о том, что гетерохроматин не является механическим препятствием для связывания с ДНК всех негистоновых белков, в нем не обнаруживается транскрипционной активности и связанных РНК-полимераз. Судя по результатам экспериментов Чена и Видома ( Chen and Widom, 2005 ), специфически подавляемым гетерохроматином процессом является связывание с промотором комплексов РНК-полимеразы II и транскрипционных факторов TFIIB и TFIIE . Таким образом, хотя "молчащий" хроматин дрожжей является динамичным образованием, допускающим обмен белков SIR и, возможно, некоторых факторов транскрипции, он избирательно препятствует связыванию основного аппарата транскрипции и тем самым блокирует синтез мРНК (более детально см. главу " Модификации хроматина и механизм их действия ").
