В молекулярной генетике , A - репрессор является ДНК- или РНК-связывающим белком , который ингибирует экспрессии одного или несколько генов путем связывания с оператором или связанными с ними глушителями . Репрессор связывания ДНК блокирует прикрепление РНК-полимеразы к промотору , предотвращая, таким образом, транскрипцию генов в информационную РНК . Репрессор, связывающий РНК, связывается с мРНК и предотвращает трансляцию мРНК в белок. Это блокирование или уменьшение выражения называется подавлением.
Функция [ править ]
Если присутствует индуктор , молекула, которая инициирует экспрессию гена, то она может взаимодействовать с репрессорным белком и отсоединять его от оператора. Затем РНК-полимераза может транскрибировать сообщение (экспрессируя ген). Со-репрессор представляет собой молекулу , которая может связываться с репрессором и сделать его привязку к оператору плотно, что уменьшает транскрипцию.
Репрессор, который связывается с корепрессором, называется апорепрессором или неактивным репрессором . Одним из типов апорепрессоров является репрессор trp , важный метаболический белок бактерий. Вышеупомянутый механизм репрессии является типом механизма обратной связи, поскольку он позволяет транскрипции происходить только при наличии определенного условия: наличия определенного индуктора (ов). Напротив, активный репрессор напрямую связывается с оператором, подавляя экспрессию гена.
В то время как репрессоры чаще встречаются у прокариот, они редко встречаются у эукариот. Более того, наиболее известные репрессоры эукариот находятся в простых организмах (например, дрожжах) и действуют, напрямую взаимодействуя с активаторами. [1] Это контрастирует с прокариотическими репрессорами, которые также могут изменять структуру ДНК или РНК.
В геноме эукариот есть участки ДНК, известные как сайленсеры . Это последовательности ДНК, которые связываются с репрессорами для частичной или полной репрессии гена. Сайленсеры могут располагаться на несколько оснований выше или ниже фактического промотора гена. Репрессоры также могут иметь два сайта связывания: один для области глушителя и один для промотора . Это вызывает образование петель хромосомы, позволяя области промотора и области глушителя располагаться поблизости друг от друга.
Примеры репрессоров [ править ]
lac operon repressor [ править ]
LacZYA оперон домов генов , кодирующих белки , необходимые для пробоя лактозы. [2] Ген lacI кодирует белок, называемый «репрессор» или «lac-репрессор», который функционирует как репрессор lac-оперона. [2] Ген lacI расположен непосредственно перед lacZYA, но транскрибируется с промотора lacI . [2] Ген lacI синтезирует белок-репрессор LacI. Репрессорный белок LacI репрессирует lacZYA , связываясь с операторной последовательностью lacO . [2]
Лаковые репрессор конститутивно экспрессируется и обычно связан с оператором области промотора , которая препятствует способности РНК - полимеразы (РНКП) , чтобы начать транскрипцию лаковые оперона. [2] В присутствии индуктора аллолактозы репрессор изменяет конформацию, снижает силу связывания ДНК и диссоциирует от последовательности ДНК оператора в промоторной области lac-оперонга. Затем RNAP может связываться с промотором и начинать транскрипцию гена lacZYA . [2]
встретил репрессор оперона [ править ]
Примером белка-репрессора является репрессор метионина MetJ. MetJ взаимодействует с основаниями ДНК через мотив лента-спираль-спираль (RHH). [3] MetJ представляет собой гомодимер, состоящий из двух мономеров , каждый из которых обеспечивает бета-ленту и альфа-спираль . Вместе бета-ленты каждого мономера объединяются, чтобы сформировать антипараллельный бета-лист, который связывается с оператором ДНК («Met box») в его большой бороздке. После связывания димер MetJ взаимодействует с другим димером MetJ, связанным с комплементарной цепью оператора через его альфа-спирали. AdoMet привязывается к карману в MetJ, которыйне перекрывает сайт связывания ДНК.
Блок Met имеет последовательность ДНК AGACGTCT, палиндром (он показывает диадную симметрию ), позволяющий распознавать одну и ту же последовательность на любой цепи ДНК. Соединение между C и G в середине Met-бокса содержит пиримидин-пуриновую ступень, которая становится положительно суперспиральной, образуя перегиб в основе фосфодиэфирной цепи. Именно так белок проверяет сайт узнавания, поскольку он позволяет дуплексу ДНК повторять форму белка. Другими словами, распознавание происходит посредством косвенного считывания структурных параметров ДНК, а не посредством распознавания конкретной последовательности оснований.
Каждый димер MetJ содержит два сайта связывания для кофактора S-аденозилметионина (SAM), который является продуктом биосинтеза метионина. Когда SAM присутствует, он связывается с белком MetJ, увеличивая его сродство к родственному ему сайту оператора, что останавливает транскрипцию генов, участвующих в синтезе метионина. Когда концентрация SAM становится низкой, репрессор отделяется от места оператора, позволяя производить больше метионина.
Репрессор оперона L-арабинозы [ править ]
В L-арабинозы гены оперона дома , кодирующие арабинозы энзимов. Эти функции расщепляют арабинозу как альтернативный источник энергии при низком уровне глюкозы или ее отсутствии. [4] оперон состоит из регулирующего гена репрессора (ARAC), три контрольных участков (ara02, ara01, araI1 и araI2), два промотора (Parac / ParaBAD) и три структурных генов (araBAD). После образования araC действует как репрессор, связываясь с областью araI с образованием петли, которая предотвращает связывание полимераз с промотором и транскрибирование структурных генов в белки.
В отсутствие арабинозах и ARAC (репрессор), образование петли не инициируются и структурная экспрессия гена будет ниже. В отсутствие арабинозы, но в присутствии araC, области araC образуют димеры и связываются, сближая домены ara02 и araI1 за счет образования петли. [5] В присутствии как арабинозы, так и araC, araC связывается с арабинозой и действует как активатор. Это конформационное изменение в araC больше не может образовывать петлю, и линейный сегмент гена способствует привлечению РНК-полимеразы в структурную область araBAD. [4]
+
Текущий локус C (эпигенетический репрессор) [ править ]
ФЛК оперон является сохраняющимся эукариотической локус , который отрицательно связан с цветением с помощью репрессии генов , необходимых для развития меристемы , чтобы переключиться на цветочное состояние в видах растений Резуховидки Таль . Было показано, что экспрессия FLC регулируется присутствием FRIGIDA и отрицательно коррелирует с понижением температуры, что приводит к предотвращению яровизации . [6] Степень уменьшения экспрессии зависит от температуры и времени выдержки с течением времени года. После подавления экспрессии FLC появляется возможность цветения. Регуляция экспрессии FLC включает как генетические, так и эпигенетические факторы.такие факторы, как метилирования гистонов и метилирование ДНК . [7] Кроме того, ряд генов являются кофакторами, действующими как негативные факторы транскрипции для генов FLC. [8] Гены FLC также имеют большое количество гомологов у разных видов, что делает возможной специфическую адаптацию в различных климатических условиях. [9]
См. Также [ править ]
- Промоутер (биология)
- Активатор (генетика)
- Оперон
- Регулирование экспрессии генов
- Фактор транскрипции
- лак репрессор
- P300 / CBP
- Глоссарий терминов по экспрессии генов
Ссылки [ править ]
- ^ Кларк, Дэвид П .; Pazdernik, Nanette J .; МакГихи, Мишель Р. (01.01.2019), Кларк, Дэвид П .; Pazdernik, Nanette J .; МакГихи, Мишель Р. (ред.), «Глава 17 - Регуляция транскрипции у эукариот» , Молекулярная биология (третье издание) , Academic Cell, стр. 560–580, ISBN 978-0-12-813288-3, получено 2020-12-02
- ^ a b c d e е Слончевски, Джоан и Джон Уоткинс. Взращивать. Микробиология: развивающаяся наука. Нью-Йорк: WW Norton &, 2009. Печать.
- Перейти ↑ Somers & Phillips (1992). «Кристаллическая структура комплекса met-репрессор-оператор при разрешении 2,8 A показывает распознавание ДНК бета-цепями». Природа . 359 (6394): 387–393. DOI : 10.1038 / 359387a0 . PMID 1406951 . S2CID 29799322 .
- ^ a b Воет, Дональд (2011). Биохимия . Воет, Джудит Г. (4-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-470-57095-1. OCLC 690489261 .
- ^ Хармер, Тара; Ву, Мартин; Шлейф, Роберт (16 января 2001 г.). «Роль жесткости в создании петель ДНК с помощью AraC» . Труды Национальной академии наук . 98 (2): 427–431. Bibcode : 2001PNAS ... 98..427H . DOI : 10.1073 / pnas.98.2.427 . ISSN 0027-8424 . PMC 14602 . PMID 11209047 .
- ^ Синдо, Тикако; Аранзана, Мария Хосе; Листер, Клэр; Бакстер, Кэтрин; Николлс, Колин; Нордборг, Магнус; Дин, Кэролайн (июнь 2005 г.). «Роль FRIGIDA и FLOWERING LOCUS C в определении вариаций времени цветения Arabidopsis» . Физиология растений . 138 (2): 1163–1173. DOI : 10.1104 / pp.105.061309 . ISSN 0032-0889 . PMC 1150429 . PMID 15908596 .
- ^ Johanson, U .; West, J .; Lister, C .; Michaels, S .; Амасино, Р .; Дин, К. (2000-10-13). «Молекулярный анализ FRIGIDA, основного фактора, определяющего естественную изменчивость времени цветения арабидопсиса» . Наука . 290 (5490): 344–347. Bibcode : 2000Sci ... 290..344J . DOI : 10.1126 / science.290.5490.344 . ISSN 0036-8075 . PMID 11030654 .
- ^ Финнеган, Э. Жан; Ковач, Кэтрин А .; Жалиго, Эстель; Шелдон, Кэндис С.; Пикок, У. Джеймс; Деннис, Элизабет С. (2005). «Подавление экспрессии FLOWERING LOCUS C (FLC) у растений с низким уровнем метилирования ДНК и путем яровизации происходит с помощью различных механизмов» . Заводской журнал . 44 (3): 420–432. DOI : 10.1111 / j.1365-313X.2005.02541.x . ISSN 1365-313X . PMID 16236152 .
- ^ Шарма, Неха; Руленс, Филип; Д'Хау, Мариэлла; Магген, Томас; Дочи, Никлас; Торфс, Санне; Кауфманн, Керстин; Роде, Антье; Гойтен, Коэн (февраль 2017 г.). «Гомолог цветущего локуса C является репрессором, регулируемым яровизацией, в Brachypodium и регулируется холодом в пшенице1 [ОТКРЫТО]» . Физиология растений . 173 (2): 1301–1315. DOI : 10.1104 / pp.16.01161 . ISSN 0032-0889 . PMC 5291021 . PMID 28034954 .
Внешние ссылки [ править ]
- Репрессор + белки в предметных рубриках медицинской тематики Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)
