Регуляция активности высокоошибочных ДНК-полимераз: общие сведения
Высокий мутагенный потенциал склонных к ошибкам ДНК-полимераз жестко контролируется механизмами регуляции их экспрессии, активности и доступа к неповрежденной ДНК в клетке. Регуляция осуществляется на всех уровнях: транскрипцинном, посттранскрипционном и посттрансляционном.
Примером регуляции активности склонных к ошибкам ДНК-полимераз на транскрипционном уровне может служить регуляция индуцируемой повреждениями ДНК экспрессии прокариотических ДНК-полимераз ( Рol II , Рol IV , Рol V ) при SOS-ответе [ Kim, 2001 ; Qiu, 1997 ; Woodgate, 1991 ]. Белок LexA является репрессором SOS-регулона, его автопротеолиз происходит при взаимодействии с активированной формой RecA-белка . RecA- белок, в свою очередь, активируется при взаимодействии с одноцепочечной ДНК, которая накапливается в клетке в случае остановки репликации вследствие образования (под влиянием УФ ) большого числа повреждений.
Сходные, но более сложные пути регуляции существуют и у эукариот. Транскрипция Рol эта индуцируется ультрафиолетом в дрожжах [ McDonald, 1997 ; Roush, 1998 ] и у человека [ Kannouche, 2003 ]. Рol каппа активируется транскрипционно и посттранскрипционно у Saccharomyces pombe в ответ на повреждения ДНК, блокирующих переход от одной фазы клеточного цикла к другой [ Kai, 2003 ].
У млекопитающих экспрессия склонных к ошибкам ДНК-полимераз может активироваться в присутствие тканеспецифичных факторов, контролирующих транскрипцию: Рol мю - в лимфоидной ткани [ Aoufouchi, 2000 ; Dominguez, 2000 ], Рol лямбда в тестисах [ Aoufouchi, 2000 ; Garcia-Diaz, 2000 ].
Посттранскрипционная регуляция осуществляется на уровне сплайсинга . Так, мРНК Рol мю подвергается альтернативному сплайсингу в ответ на действие многих агентов, повреждающих ДНК [ Aoufochi, 2000 ; Bransteitter, 2003 ].
К важнейшим механизмам посттрансляционной регуляции активности склонных к ошибкам ДНК-полимераз можно отнести их протеолиз, прямые модификации ферментов и взаимодействие ДНК-полимераз со множеством белковых факторов, в том числе белками, контролирующими клеточный цикл.
Количество Рol V у E. coli и Рol эта у S. cerevisiae поддерживается в клетке на минимальном уровне благодаря целенаправленному протеолизу. Мутации по ферментам протеасомы у S. cerevisiae приводят к 3-5-кратному увеличению уровня Рol эта -зависимого мутагенеза [Skoneczna, 2007 ]. Известно, что Рol эта сначала убиквитинируется , а затем подвергается протеолизу протеазами клетки [ McIntyre, 2006 ; Skoneczna, 2007 ].
