10.7: Эукариотическая промоторная область

Эукариотическая промоторная область представляет собой сегмент ДНК, расположенный выше гена. Он содержит участок связывания РНК-полимеразы, участок начала транскрипции и несколько цис-регуляторных последовательностей. Проксимальная область промотора расположена вблизи гена и имеет цис-регуляторные последовательности и коровый промотор. Коровый промотор является участком связывания РНК-полимеразы и обычно расположен между -35 и +35 нуклеотидами от сайта начала транскрипции. Дистальные области промотора представляют собой цис-регуляторные последовательности, находящиеся на расстоянии тысяч пар оснований от гена. Длина промоторной области может значительно варьироваться от гена к гену.

Коровый промотор содержит характерные мотивы, с помощью которых общие факторы транскрипции могут связываться и рекрутировать РНК-полимеразу. ТАТА-бокс представляет собой мотив, расположенный на 25-30 пар оснований выше места начала транскрипции. Он более гибкий и менее термодинамически стабильный, чем другие промоторные мотивы, из-за высокого содержания АТ, что позволяет эффективно связывать транскрипционный аппарат. Он обнаружен в генах, которые требуют высокого уровня экспрессии в определенных условиях, например в генах, участвующих в дифференцировке клеток. ТАТА-бокс часто окружен набором коротких нуклеотидных мотивов, известных как элементы B-узнавания. Фактор транскрипции II B, важный компонент, участвующий в сборке транскрипционного аппарата в ТАТА-боксе, связывается с этими B-элементами.

Элемент-инициатор, состоящий из вырожденной последовательности YYANWYY*, содержит участок начала транскрипции. Ниже элемента-инициатора находится еще один характерный мотив, известный как нижний промоторный элемент (DPE), состоящий из вырожденной последовательности RGWYVT. ТАТА-бокс и DPE регулируют сходные типы генов, а эукариотический промотор может иметь либо ТАТА-бокс, либо DPE. Элемент-инициатор может функционировать синергически либо с ТАТА-боксом, либо с DPE для регулирования транскрипции.

Островки CpG представляют собой еще один тип основного промоторного мотива, который регулирует экспрессию других типов генов, таких как гены домашнего хозяйства, которые требуют постоянной экспрессии в небольших количествах. Их называют CpG-островками, поскольку они содержат последовательности с высоким содержанием цитозина, за которыми следует гуанин. «p» представляет собой фосфодиэфирную связь, которая соединяет C с G. Известно также, что островки CpG встречаются в дистальных областях промотора.

*R-коды для A или G; W-коды для A или T; Y-коды для C или T; Коды V для A, G или C; и N-коды для любого из четырех оснований.

Промотор является одним из главных регуляторов экспрессии гена, который содержит сайты привязки для РНК-полимеразы, фермента, ответственного за транскрипцию, и факторы транскрипции, которые способствуют или препятствуют связыванию РНК-полимеразы. Регионы промотора в основном расположены выше гена, который он регулирует. Он отличается особенностями конструкции, например, округлой структурой с возможностью сгибаться, когда транскрипционные регуляторы прикрепляются, и в случае низкой термодинамической стабильности, из-за присутствия богатых АФ Регионов.

В эукариотах, эта область транскрипционного контроля является более сложной, чем в прокариотах. Помимо the основного промотора, у эукариотических генов много дополнительных цис-регуляторных последовательностей, так что факторам транскрипции можно связываьтся. Прокариотическая РНК-полимераза для привязки требует сигма-фактор в промоторе, тогда как эукариотические РНК-полимеразы требуют несколько таких регуляторов.

Кроме того, три различных РНК полимеразы в эукариотах, которые связываются с различными промоторами, требуют разные транскрипционные регуляторы. Основной эукариотический промотор содержит несколько фирменных"мотивов, которые работают вместе в различных комбинациях, позволяя РНК-полимеразе связаться. Блок TATA очень хорошо прослеживается у самых разных организмов.

Блоки TATA обычно присутствует в генах, и это показывает высокие уровни экспрессии, зависящей от клетки, например, как у белков, вовлечённых в дифференциацию клеток. Инициатор и промотор, находящийся ниже гена, состоят из дегенеративных последовательностей, которые следуют определенному паттерну нуклеотидов, хотя они точная последовательность изменяется. Элемент-инициатор является самым типичным мотивом промотора.

Это может либо помочь в поддержании базальных уровней транскрипции, либо работать вместе с блоком TATA для улучшения связывания факторов транскрипции. Нижний элемент промотора расположенный ниже статового сайта транскрипции, и был найден изначально У промоторов, у которых нет блока TATA. DPE часто работает вместе с элементом-инициатором, регулируя транскрипцию.

Острова CpG состоят из секций ДНК, где за цитозином следует гуанин. Обычно острова CpG регулируют поддержание порядка у генов, которые постоянно экспрессируются в небольших количествах, и не требуют высоких уровней транскрипция.