Экспрессия генов: регуляция, краткие сведения
Регуляция экспрессии генов на уровне транскрипции - сложный процесс. Один из путей регуляции - взаимодействие факторов транскрипции, или транс-факторов с цис-элементами - регуляторными последовательностями, расположенными на той же двухцепочечной молекуле ДНК, что и регулируемый ген. Цис-элементы обычно находятся поблизости от сайта инициации транскрипции в 5'-направлении, но могут располагаться и на значительном отдалении от него (5000-50 000 нуклеотидов), причем с любой стороны.
Факторы транскрипции - это белки, способные связываться с определенными регуляторными последовательностями молекулы ДНК. Лучше всего охарактеризовано семейство факторов транскрипции, ДНК-связывающий участок которых формирует структуру типа спираль-петля-спираль. Характерная геометрия этих белков определяет специфичность их связывания с ДНК.
Структуру типа спираль-петля-спираль образуют и ДНК-связывающие участки - гомеодомены - так называемых гомеодоменных белков.
Замена аминокислот в гомеодомене в результате сайт-специфического мутагенеза приводит к нарушению взаимодействия с ДНК.
Гомеодоменные белки связываются с ДНК в виде мономеров.
Еще одна группа факторов транскрипции, например рецепторы стероидов , содержит так называемые " цинковые пальцы " - последовательности аминокислот, образующие хелатные связи с ионами цинка.
Наконец, некоторые факторы транскрипции содержат структурный элемент, состоящий из двух компонентов и названный " лейциновой застежкой ". Белки с "лейциновой застежкой" могут образовывать как гомо-, так и гетеродимеры, которые активируют или подавляют транскрипцию.
Экспрессия генов регулируется также на посттранскрипционном уровне, в процессе сплайсинга и полиаденилирования транскриптов, переноса мРНК из ядра в цитоплазму, трансляции и времени жизни мРНК. Кроме того, функция кодируемого геном белка часто изменяется в результате альтернативного сплайсинга , например при секреции иммуноглобулинов , синтезе кальцитонина или кальцитониноподобного пептида и при синтезе различных изоформ тропонина Т .
