Элемент-инициатор
Элемент -инициатор ( Inr ) , иногда называемый мотивом инициатора , представляет собой основной промотор , который по функциям аналогичен боксу Прибнова (у прокариот ) или боксу ТАТА (у эукариот ). Inr . является простейшим функциональным промотором, который способен управлять инициацией транскрипции без функционального ТАТА-бокса он имеет консенсусную последовательность YYANWYY. У людей [ а ] [ 1 ] Подобно блоку TATA, элемент Inr облегчает связывание фактора транскрипции II D ( TFIID ). [ 1 ] Inr действует путем повышения аффинности связывания и усиления промотора.
Обзор
[ редактировать ]Элемент-инициатор (Inr) представляет собой наиболее распространенную последовательность, обнаруживаемую в месте начала транскрипции эукариотических генов. Это элемент длиной 17 п.н. Inr у людей был впервые объяснен и секвенирован двумя биологами Массачусетского технологического института, Стивеном Т. Смейлом и Дэвидом Балтимором в 1989 году. [ 2 ] Их исследование показало, что промотор Inr способен инициировать базальную транскрипцию в отсутствие ТАТА-бокса. В присутствии ТАТА-бокса или других промоторов Inr повышает эффективность транскрипции, работая вместе с промоторами, связывая РНК-полимеразу II . Ген с обоими типами промоторов будет иметь более высокую силу связывания с промотором, более легкую активацию и более высокий уровень транскрипционной активности. TFIID . , который является компонентом РНК-полимеразы II, преинициаторного комплекса связывается как с TATA-боксом, так и с Inr Две субъединицы TAF1 и TAF2 TFIID распознают последовательность Inr и объединяют комплекс. [ 3 ] Считается, что взаимодействие между TFIID и Inr является наиболее важным для инициации транскрипции. Вероятно, это связано с тем, что последовательность Inr перекрывает стартовый сайт. [ 4 ] Считается также, что элемент Inr взаимодействует с активатором Sp1 , транскрипционным фактором белка специфичности 1. Sp1 затем способен регулировать активацию и инициацию транскрипции. [ 5 ]
Расположение
[ редактировать ]Последовательность элемента Inr расположена на -6 п.н. выше сайта начала транскрипции и продолжается примерно на +45 п.н. ниже. [ 1 ] Эта последовательность определяет место, где РНК-полимераза начнет транскрибировать. Элемент Inr расположен примерно на 20 п.н. ниже блока TATA. Область Inr перекрывает сайт начала транскрипции, но точные начальные и конечные положения все еще обсуждаются. [ 2 ]
Последовательность
[ редактировать ]Было высказано предположение, что консенсусная последовательность Inr у человека представляет собой YYANWYY. [ б ] [ 1 ] Консенсусной последовательностью у дрозофилы является TCAKTY. [ 3 ]
Эволюционные изменения
[ редактировать ]Исследования показали, что промоторы с функциональным Inr с большей вероятностью не имеют ТАТА-бокса или имеют вырожденную последовательность ТАТА. Это связано с тем, что ген с активным Inr меньше зависит от функционального ТАТА-бокса или дополнительных промоторов. [ 6 ] Хотя элемент Inr варьируется в зависимости от промотора, последовательность высоко консервативна у человека и дрожжей. [ 6 ] Анализ 7670 сайтов начала транскрипции показал, что примерно 40% из них имели точное совпадение с последовательностью BBCA+1BW Inr. При этом 16% содержали только одно несоответствие. [ 7 ] TFIID и его субъединицы очень чувствительны к последовательности Inr, и было показано, что изменения нуклеотидов резко изменяют аффинность связывания. Положения +1 и -3 были идентифицированы как наиболее важные для эффективности транскрипции и функции Inr. [ 6 ] Замена аденозинового нуклеотида в положении +1 на G или T изменяет транскрипционную активность на 10%, а замена тимина в положении +3 изменяет уровни транскрипционной активности на 22%. [ 8 ]
Значение
[ редактировать ]Было обнаружено, что элемент Inr для основных промоторов более распространен, чем ТАТА-бокс в доменах эукариотических промоторов. [ 9 ] При исследовании более 1800 различных последовательностей человеческих промоторов было обнаружено, что 49% содержат элемент Inr, а 21,8% содержат ТАТА-бокс. [ 9 ] Из этих последовательностей с ТАТА-боксом 62% также содержали элемент Inr. Хотя элемент Inr до конца не изучен, он признан наиболее часто встречающейся последовательностью в стартовом сайте генов у многих видов. Дальнейшие исследования могут позволить лучше понять элементы, которые регулируют производство генов.
Примечания
[ редактировать ]В обозначениях нуклеиновых кислот для ДНК K означает G/T (кето).
- ^ В обозначении нуклеиновой кислоты для ДНК Y (pY - римидин) означает C/T ( цитозин или тимин , оба являются пиримидинами ), N ( нуклеотидное основание) представляет собой любое из четырех оснований, а W ( слабое ) означает A/T ( аденин или тимин, оба образуют только две водородные связи )
- ^ В обозначении нуклеиновой кислоты для ДНК Y (pY - римидин) означает C/T ( цитозин или тимин , оба являются пиримидинами ), N ( нуклеотидное основание) представляет собой любое из четырех оснований, а W ( слабое ) означает A/T ( аденин или тимин, оба образуют только две водородные связи )
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Си, Хуалинь; Ён Ю; Ютао Фу; Джонатан Фоули; Анасон Хейлс; Чжипин Венг (июнь 2007 г.). «Анализ чрезмерно представленных мотивов в основных промоторах человека показывает двойную регуляторную роль YY1» . Геномные исследования . 17 (6): 798–806. дои : 10.1101/гр.5754707 . ЧВК 1891339 . ПМИД 17567998 .
- ^ Jump up to: а б Смейл, Стивен Т.; Балтимор, Дэвид (7 апреля 1989 г.). «Инициатор» как элемент контроля транскрипции» . Клетка . 57 (1): 103–113. дои : 10.1016/0092-8674(89)90176-1 . ISSN 0092-8674 . ПМИД 2467742 . S2CID 33929615 .
- ^ Jump up to: а б Лим, Чин Ян; Сантосо, Буюнг; Буле, Томас; Донг, Эмили; Олер, Уве; Кадонага, Джеймс Т. (1 июля 2004 г.). «MTE, новый основной промоторный элемент для транскрипции РНК-полимеразой II» . Гены и развитие . 18 (13): 1606–1617. дои : 10.1101/gad.1193404 . ISSN 0890-9369 . ПМК 443522 . ПМИД 15231738 .
- ^ Кауфманн Дж.; Смейл, ST (1 апреля 1994 г.). «Прямое распознавание элементов-инициаторов компонентом комплекса транскрипционного фактора IID» . Гены и развитие . 8 (7): 821–829. дои : 10.1101/gad.8.7.821 . ISSN 0890-9369 . ПМИД 7926770 .
- ^ О'Ши-Гринфилд, А.; Смейл, ST (15 января 1992 г.). «Роль ТАТА и элементов-инициаторов в определении местоположения стартового сайта и направления транскрипции РНК-полимеразы II» . Журнал биологической химии . 267 (2): 1391–1402. дои : 10.1016/S0021-9258(18)48443-8 . ISSN 0021-9258 . ПМИД 1730658 .
- ^ Jump up to: а б с Ян, Чуху; Болотин, Евгений; Цзян, Тао; Сладек, Фрэнсис М.; Мартинес, Эрнест (01 марта 2007 г.). «Распространенность инициатора над ТАТА-боксом в генах человека и дрожжей и идентификация мотивов ДНК, обогащенных ядерными промоторами человека без ТАТА» . Джин . 389 (1): 52–65. дои : 10.1016/j.gene.2006.09.029 . ISSN 0378-1119 . ЧВК 1955227 . ПМИД 17123746 .
- ^ Нгок, Лонг Во; Кэссиди, Калифорния Джек; Хуанг, Кэссиди Юнцзин; Дуттке, Саша ХК; Кадонага, Джеймс Т. (20 января 2017 г.). «Человеческий инициатор представляет собой отдельный и распространенный элемент, который точно позиционируется в сфокусированных основных промоторах» . Гены и развитие . 31 (1): 6–11. дои : 10.1101/gad.293837.116 . ISSN 0890-9369 . ПМК 5287114 . ПМИД 28108474 .
- ^ Джавахери, Р.; Хачи, А; Ло, К; Зензи-Грегори, Б; Смейл, ST (1 января 1994 г.). «Требования к последовательности ДНК для активности инициатора транскрипции в клетках млекопитающих» . Молекулярная и клеточная биология . 14 (1): 116–127. дои : 10.1128/mcb.14.1.116 . ISSN 0270-7306 . ПМЦ 358362 . ПМИД 8264580 .
- ^ Jump up to: а б Гершензон, Наум И.; Иошихес, Илья П. (15 апреля 2005 г.). «Синергия основных элементов промотора Pol II человека, выявленная с помощью статистического анализа последовательностей» . Биоинформатика . 21 (8): 1295–1300. doi : 10.1093/биоинформатика/bti172 . ISSN 1367-4803 . ПМИД 15572469 .