Связывание транс-регуляторных белков с промоторами

В большинстве клеток эукариот имеются РНК-полимеразы трех типов: ферментом, ответственным за транскрипцию молекул мРНК, является РНК-полимераза II. Однако очищенная РНК-полимераза II не может узнавать последовательность промотора в отсутствие других факторов в ядрах. Без этих факторов транскрипция инициируется на случайных последовательностях. Поэтому транскрипция будет неправильной в случае, если инкубировать клонированные гены только с очищенной РНК-полимеразой II и нуклеотидтрифосфатами. Если же добавить ядерные экстракты, то транскрипция будет проходить правильно. Что это за факторы? Из ядер клеток дрозофилы были изолированы два фактора, необходимые для транскрипции нескольких генов (включая два гена гистонов и ген актина) (Parker, Topol, 1984). Один из них связывается, по-видимому, с передним элементом промотора, а другой присоединяется к ТАТА-боксу. Из клеток млекопитающих также были изолированы белки, связывающиеся с ТАТА-боксом (Davison et al., 1983; Shi et al., 1986). Другой ядерный белок (CTF) присоединяется к переднему ЦААТ-элементу промотора и необходим для транскрипции с нескольких ЦААТ-содержащих промоторов, а ядерный белок Sp1 специфически связывается с промоторной последовательностью ГГГЦГГ (Dynan, Tjian, 1985; Jones et al., 1987). Помимо этого в ядрах существуют другие белки, которые образуют стабильный комплекс с РНК-полимеразой без взаимодействия с ДНК(Zheng et al., 1987). Не исключено, что эти факторы находятся во всех клетках и поэтому не могут регулировать дифференциальную экспрессию генов. Однако они могут быть вовлечены во взаимодействие между участком промотора и участком энхансера таким образом, что будет происходить дифференциальная транскрипция определенных генов в определенных клетках.

Существует еще одна группа ядерных белков, характерных для ограниченного набора клеток и способных регулировать транскрипционную экспрессию генов. К числу таких белков относится GHF-1 – пептид, обнаруживаемый только в клетках передней доли гипофиза. Эксперименты по ДНК-футпринтингу показали, что GHF-1 присоединяется к 5’-элементу промотора в гене гормона роста человека. Если клонированные гены гормона роста добавить в ядерные экстракты из негипофизарных клеток, то эти гены не транскрибируются. Вместе с тем транскрипция будет происходить, если гены гормона роста добавить к ядерным экстрактам из клеток передней доли гипофиза. Более того, добавление GHF-1 к ядерному экстракту негипофизарных клеток позволяет экстракту транскрибировать ген гормона роста (Bodner, Karin, 1987). Из этого следует, что специфическая экспрессия гена гормона роста в передней доле гипофиза может быть опосредована тканеспецифичным белком, связывающимся с промотором.