Последовательность активации вверх по течению
Вышестоящая активирующая последовательность или вышестоящая активационная последовательность (UAS) представляет собой цис-действующую регуляторную последовательность, обнаруженную у дрожжей , таких как Saccharomyces cerevisiae . Он отличается от промотора и увеличивает экспрессию соседнего гена . Из-за своей важной роли в активации транскрипции вышестоящую активирующую последовательность часто считают аналогичной функции энхансера у многоклеточных эукариот. [1] Вышестоящие последовательности активации являются важной частью индукции, усиливая экспрессию интересующего белка за счет повышения транскрипционной активности. [2] Вышестоящая последовательность активации находится рядом с минимальным промотором ( ТАТА-бокс ) и служит местом связывания для трансактиваторов . Если транскрипционный трансактиватор не связывается с UAS в правильной ориентации, транскрипция не может начаться. [3] Чтобы лучше понять функцию вышестоящей последовательности активации, полезно увидеть ее роль в каскаде событий, которые приводят к активации транскрипции. Путь начинается, когда активаторы связываются со своей мишенью в UAS, рекрутируя медиатора . Субъединица ТАТА-связывающего белка фактора транскрипции затем связывается с ТАТА-боксом, рекрутируя дополнительные факторы транскрипции. Затем медиатор рекрутирует РНК-полимеразу II в преинициаторный комплекс. После инициации РНК-полимераза II высвобождается из комплекса и начинается транскрипция. [4]
Примеры
[ редактировать ]GAL1-GAL10 Межгенная область (UAS G )
[ редактировать ]Свойство GAL1-GAL10 связываться с белком GAL4 используется в методе GAL4/UAS для контролируемой неправильной экспрессии генов у дрозофилы. Это самая популярная форма бинарной экспрессии у Drosophila melanogaster , системы, которая была адаптирована для многих целей, чтобы сделать Drosophila melanogaster одним из наиболее генетически поддающихся многоклеточным организмам. [5] В этом методе четыре родственных сайта связывания между локусами GAL10 и GAL1 в Saccharomyces cerevisiae служат элементом восходящих активирующих последовательностей (UAS) посредством связывания GAL4 . [6] Несколько исследований было проведено с Saccharomyces cerevisiae для изучения точной функции вышележащих последовательностей активации, часто сосредотачиваясь на вышеупомянутой межгенной области GAL1-GAL10 . [7] Консенсус: 5'-CGG-N 11 -CCG-3'. [8]
В одном исследовании изучалась восходящая активационная последовательность, реагирующая на галактозу (UAS G ), рассматривая влияние близости к этой UAS на позиционирование нуклеосом. Близость к UAS была выбрана потому, что делеции ДНК, фланкирующие UAS, оставили массив нуклеосом неизменным, что указывает на то, что расположение нуклеосом не связано со специфичными для последовательности взаимодействиями гистона и ДНК. Роль конкретных участков UAS G была проанализирована путем вставки олигонуклеотидов с различными свойствами связывания, что привело к успешной идентификации участка, ответственного за создание упорядоченного массива. Идентифицированная последовательность перекрывает сайт связывания белка GAL4 , который является положительным регулятором транскрипции, что совпадает с функцией вышестоящих активирующих последовательностей. [9]
В другом исследовании изучался эффект вставки UAS G в промоторную область гена глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (GPD) [1] . Этот гибридный промотор затем был использован для экспрессии человеческого иммунного интерферона, токсичного вещества для дрожжей, что приводит к уменьшению числа копий и низкой стабильности плазмиды. По сравнению с нативным промотором экспрессия гибридного промотора индуцировалась в культурах примерно в 150-200 раз за счет роста галактозы, причем индукция не была очевидна при использовании глюкозы в качестве источника углерода. По сравнению с нативным промотором GPD присутствие UAS G приводило к тому, что транскрипционная активность оставалась эквивалентно повышенной в индуцированных условиях. [10]
Восходящая последовательность активации, чувствительная к инозитолу (UAS INO )
[ редактировать ]Чувствительная к инозитолу восходящая активационная последовательность (UAS INO ) имеет консенсусную последовательность 5'-CATGTGAAAT-3' и присутствует в промоторных областях генов, кодирующих ферменты биосинтеза фосфолипидов. Эти ферменты регулируются инозитолом и холином, которые являются предшественниками фосфолипидов. В этой консенсусной последовательности первые шесть оснований гомологичны каноническому мотиву связывания для белков внутри bHLH или основного семейства спираль-петля-спираль . Исследования показали, что Ino2p и Ino4p, два регуляторных белка bHLH из Saccharomyces cerevisiae , связываются с фрагментами промотора, содержащими этот элемент консенсусной последовательности. Дополнительные исследования были разработаны для более детального изучения функции UAS INO , в основном потому, что большое количество активностей ферментов биосинтеза фосфолипидов в модельном организме Saccharomyces cerevisiae демонстрируют этот общий образец экспрессии. [11]
В одном исследовании более подробно изучалось взаимодействие между Ino4p и Ino2p, изучая димеризацию, которая происходит между ними до связывания с промотором гена INO 1 и активации транскрипции. Выделив 31 рецессивный супрессор мутанта ino 4-8 дрожжей и определив, что 29 из них принадлежат к одному и тому же локусу, исследователи идентифицировали этот локус как REG1 [2] . Один аллель REG1 , мутант-супрессор sia1-1 , был способен подавлять ауксотрофию инозитола, открывая возможный путь репрессии чувствительных к инозитолу расположенных выше активирующих последовательностей генов дрожжей. [12]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Вебстер, Ноколас; Джин, Цзя Руй; Грин, Стивен; Холлис, Мелвин; Шамбон, Пьер (29 января 1988 г.). «Дрожжевой UAS G является усилителем транскрипции в клетках hela человека в присутствии транс-активатора GAL4». Клетка . 52 (2): 169–178. дои : 10.1016/0092-8674(88)90505-3 . ПМИД 2830022 . S2CID 26819676 .
- ^ Уэст-младший, Роберт В.; Йокум, Р. Роджерс; Пташне, Марк (ноябрь 1984 г.). « Дивергенетный промоторный регион Saccharomyces cerevisiae GAL1-GAL10: расположение и функция восходящей активирующей последовательности UAS G » . Молекулярная и клеточная биология . 4 (11): 2467–2478. дои : 10.1128/MCB.4.11.2467 . ПМК 369078 . ПМИД 6392852 .
- ^ Левандоски, Марк (октябрь 2001 г.). «Условный контроль экспрессии генов у мышей» . Обзоры природы Генетика . 2 (10): 743–755. дои : 10.1038/35093537 . ПМИД 11584291 . S2CID 27099914 .
- ^ Вион, Дидье; Казадезус, Хосеп (март 2006 г.). "Н 6 -метиладенин: эпигенетический сигнал для взаимодействий ДНК-белок» . Nature Reviews Microbiology . 4 (3): 183–192. : 10.1038 /nrmicro1350 . PMC 2755769. . PMID 16489347 doi
- ^ Виммер, Эрнст А. (март 2003 г.). «Применение трансгенеза насекомых». Обзоры природы Генетика . 4 (3): 225–232. дои : 10.1038/nrg1021 . ПМИД 12610527 . S2CID 7668484 .
- ^ Даффи, Джозеф Б. (2002). «Система GAL4 при дрозофилии: швейцарский армейский нож генетика мух» . Бытие . 34 (1–2): 1–15. дои : 10.1002/gen.10150 . ПМИД 12324939 .
- ^ «ГАЛ10» . WikiGenes — Совместное издательство . Проверено 8 апреля 2019 г.
- ^ Травен, А; Еличич, Б; Сопта, М. (май 2006 г.). «Дрожжи Gal4: новый взгляд на транскрипционную парадигму» . Отчеты ЭМБО . 7 (5): 496–9. дои : 10.1038/sj.embor.7400679 . ПМЦ 1479557 . ПМИД 16670683 .
- ^ Федор, Марта Дж.; Лю, Нил Ф.; Корнберг, Роджер Д. (5 ноября 1988 г.). «Статистическое позиционирование нуклеосом путем специфического связывания белка с расположенной выше активирующей последовательностью у дрожжей». Журнал молекулярной биологии . 204 (1): 109–127. дои : 10.1016/0022-2836(88)90603-1 . ПМИД 3063825 .
- ^ Биттер, Грант А.; Иган, Кевин М. (30 сентября 1988 г.). «Экспрессия гамма-интерферона из гибридных дрожжевых промоторов GPD, содержащих восходящие регуляторные последовательности из межгенной области GAL1-GAL10». Джин . 69 (2): 193–207. дои : 10.1016/0378-1119(88)90430-1 . ПМИД 2853097 .
- ^ Баххават, Нандита; Оуян, Цянь; Генри, Сьюзен А. (20 октября 1995 г.). «Функциональная характеристика инозитол-чувствительной восходящей последовательности активации у дрожжей: цис-регуляторный элемент, ответственный за инозитолхолин-опосредованную регуляцию биосинтеза фосфолипидов» . Журнал биологической химии . 270 (42): 25087–25095. дои : 10.1074/jbc.270.42.25087 . ПМИД 7559640 .
- ^ Оуян, Цянь; Руис-Норьега, Моника; Генри, Сьюзен А. (1 мая 1999 г.). « Продукт гена REG1 необходим для репрессии INO1 и других генов дрожжей, содержащих восходящие активирующие последовательности инозитола» . Генетика . 152 (1): 89–100. ПМК 1460607 . ПМИД 10224245 .