Регуляция транскрипции

Регуляция транскрипции — совокупность процессов в клетке, посредством которых осуществляется контроль за транскрипцией — синтезом РНК на матрице ДНК — одним из этапов экспрессии генов. Транскрипционная активность гена может контролироваться более чем одним механизмом. Эти механизмы различаются у прокариот и эукариот.

Регуляция транскрипции у эукариот

Регуляция транскрипции у эукариот осуществляется на двух взаимосвязанных уровнях^[1]:

• на уровне аппарата и факторов транскрипции;
• на уровне структуры хроматина.

Регуляция на уровне факторов транскрипции

Факторы транскрипции —это белки, обладающие способностью стимулировать или подавлять транскрипцию генов при связывании с регуляторными участками ДНК. Как правило, факторы транскрипции взаимодействуют с кофакторами — белками или белковыми комплексами, вносящими вклад в стимуляцию (коактиваторы) или подавление (корепрессоры) транскрипции, но не обладающими собственной ДНК-связывающей способностью. Регуляция транскрипции на уровне факторов осуществляется на стадии инициации или элонгации.

В 2007 году было показано, что промоторы многих генов эукариот постоянно содержат полностью собранный инициаторный комплекс, который может синтезировать короткие транскрипты (20—60 нуклеотидов), после чего движение РНК-полимеразы II прекращается^[2][3][4]. Остановку РНК-полимеразы II контролируют два негативных регулятора DSIF (англ. DRB sensitivity inducing factor) и NELF (англ. negative elongation factor), которые связываются с ферментом. Движение транскрипционного комплекса может быть восстановлено под действием положительного регулятора PTEFb (англ. positive transcription elongation factor b), который фосфорилирует повторяющиеся аминокислотные мотивы в С-концевом домене РНК-полимеразы II по положению Ser-2, а также DSIF и NELF^[1]. В противном случае в конце концов происходит терминация транскрипции с высвобождением короткого РНК-продукта. Таким образом, контроль перехода от паузы к продуктивной элонгации является важным способом регуляции транскрипции.

Примечания

1. Lee T. I., Young R. A. Transcriptional regulation and its misregulation in disease. (англ.) // Cell. — 2013. — Vol. 152, no. 6. — P. 1237—1251. — doi:10.1016/j.cell.2013.02.014. — PMID 23498934. [исправить]
2. Guenther M. G., Levine S. S., Boyer L. A., Jaenisch R., Young R. A. A chromatin landmark and transcription initiation at most promoters in human cells. (англ.) // Cell. — 2007. — Vol. 130, no. 1. — P. 77—88. — doi:10.1016/j.cell.2007.05.042. — PMID 17632057. [исправить]
3. Muse G. W., Gilchrist D. A., Nechaev S., Shah R., Parker J. S., Grissom S. F., Zeitlinger J., Adelman K. RNA polymerase is poised for activation across the genome. (англ.) // Nature genetics. — 2007. — Vol. 39, no. 12. — P. 1507—1511. — doi:10.1038/ng.2007.21. — PMID 17994021. [исправить]
4. Zeitlinger J., Stark A., Kellis M., Hong J. W., Nechaev S., Adelman K., Levine M., Young R. A. RNA polymerase stalling at developmental control genes in the Drosophila melanogaster embryo. (англ.) // Nature genetics. — 2007. — Vol. 39, no. 12. — P. 1512—1516. — doi:10.1038/ng.2007.26. — PMID 17994019. [исправить]