Поле CAAT

редактировать
Левая модель представляет собой комплекс NF-YC / NF-YB с элементом CCAAT из pro-2 (I) промотор коллагена. Хребет ДНК показан в виде лент (фиолетовый) с отображенными основаниями. Два возможных местоположения блока CCAAT, согласно модели, были окрашены в голубой цвет. Для подходящей модели комплекса NF-Y / CCAAT. NF-YC, NF-YB и ДНК окрашены, как на рисунке слева, тогда как NF-YA окрашены в синий цвет. Два альтернативных положения линкера, соединяющего субдомены NF-YA1 и NF-YA2, показаны синими пунктирными линиями. Вторичные структурные элементы пары гистонов, которые участвуют в распознавании NF-YA1 и NF-YA2 (см. Текст), помечены и окрашены в красный и серый цвета соответственно. Для ясности показаны и помечены только основания пентануклеотида CCAAT.

В молекулярной биологии, поле CCAAT (также иногда сокращенно поле CAAT или CAT-бокс ) представляет собой отдельный паттерн из нуклеотидов с консенсусной последовательностью GGCCAATCT , которые расположены на 60–100 оснований выше исходной транскрипции сайт. Блок СААТ сигнализирует о сайте связывания для фактора транскрипции РНК и обычно сопровождается консенсусной консенсусной последовательностью. Это инвариантная последовательность ДНК примерно на уровне минус 70 пар оснований от источника транскрипции во многих эукариотических промоторах. Кажется, что гены, содержащие этот элемент, требуют его для транскрипции в достаточном количестве. Он часто отсутствует в генах, кодирующих белки, используемые практически во всех клетках. Этот блок вместе с блоком GC известен тем, что связывает общие факторы транскрипции. Обе эти консенсусные последовательности принадлежат регуляторному промотору. Полная экспрессия гена происходит, когда белки-активаторы транскрипции связываются с каждым модулем регуляторного промотора. Для активации бокса CCAAT требуется связывание с белками. Эти белки известны как связывающие белки CCAAT-бокса / факторы связывания CCAAT-бокса.

CCAAT-бокс - это признак, который часто встречается перед кодирующими областями эукариот, но не встречается у прокариот.

Содержание

  • 1 Консенсусная последовательность
  • 2 Core промотор
  • 3 Связывание
  • 4 CCAAT в растениях
    • 4.1 Субъединица NF-YA
    • 4.2 Субъединица NF-YB
    • 4.3 Субъединица NF-YC
    • 4.4 Комплексы NF-Y
  • 5 Белки, связывающие энхансеры CCAAT (C / EBP)
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки

Консенсусная последовательность

В направлении транскрипции матричной цепи, консенсусная последовательность или вычисленный порядок наиболее частых остатков, для коробки CAAT был 3'-TG ATTGG (T / C) (T / C) (A / G) -5 '. Использование круглых скобок означает, что присутствует любая из оснований, но не указывается их относительная частота. Например, «(T / C)» будет означать, что предпочтительно выбирают тимин или цитозин. В пределах метазоа (царство животных) комплекс кор-связывающий фактор (CBF) -ДНК сохраняет высокую степень консервативности в рамках связывающего мотива CCAAT, а также последовательностей, фланкирующих этот пентамерный мотив. Мотив CCAAT у растений (шпинат использовался в эксперименте) немного отличается от метазоа тем, что он фактически является мотивом связывания CAAT; в промоторе отсутствует один из двух остатков С пентамерного мотива, и искусственное добавление второго С не оказывает значительного влияния на активность связывания. В некоторых последовательностях полностью отсутствует CAAT-бокс. Во-вторых, окружающие нуклеотиды в растениях не соответствуют согласованной последовательности, указанной выше, определенной Bi et al.

Core промотор

CAAT-бокс - это то, что известно как ядерный промотор, также известный как базальный промотор или просто промотор представляет собой область ДНК, которая инициирует транскрипцию определенного гена. Эта область, в частности для CAAT-бокса, расположена примерно на 60–100 оснований выше (ближе к 5'-концу), но не менее чем на 27 пар оснований от исходного сайта транскрипции или гена эукариота. в котором комплекс общих факторов транскрипции связывается с РНК-полимеразой II до инициации транскрипции. Для транскрипции важно, чтобы эти основные связывающие факторы (также называемые ядерным фактором Y или NF-Y) были способны связываться с мотивом CCAAT. Эксперименты во многих лабораториях показали, что мутации в мотиве CCAAT, вызывающие потерю связывания CBF, также снижают транскрипционную активность этих промоторов, предполагая, что комплексы CBF-CCAAT необходимы для оптимальной транскрипционной активности.

Связывание

В эксперименте, проведенном с ядерными факторами связывания (CBF) и комплексами ДНК, исследователи смогли определить предпочтительные последовательности промотора в области, расположенной непосредственно над блоком CAAT и в двух областях по обе стороны от CAAT. коробка. Используя PCR -опосредованный процесс случайного выбора связывания, исследователи смогли показать, что последовательность «3 '- (T / C) G ATTGG (T / C) (T / C) (A / G)» - 5 '", непосредственно фланкирующий область ATTGG (CCAAT в комплементарной цепи), был предпочтительно выбран на кодирующей цепи (напротив цепи-матрицы). Это было показано с использованием олигонуклеотидной последовательности (R1), которая содержала 27 случайных нуклеотидов, фланкированных определенной последовательностью из 20 нуклеотидов с каждой стороны. Хотя ни один нуклеотид не был выбран в каждом клоне по обе стороны от мотива ATTGG (CCAAT в комплементарной цепи), было несколько нуклеотидов в положениях, выбранных с высокой частотой. Наиболее заметно в приведенной выше последовательности был остаток G ближе к 5'-концу ATTGG. Другие перечисленные остатки также были заметными, но между двумя остатками имеется разделение. Этот же эксперимент также дал такую ​​же последовательность, как показано выше, при использовании другого олигонуклеотида (R2), который содержал ядро ​​ATTGG и фланкировано 12 5 'случайными нуклеотидами и 10 3' случайными нуклеотидами. Обе эти последовательности очень похожи и подтверждены в нескольких экспериментах. Для последовательностей, которые фланкировали мотив ATTGG с двумя остатками аденина (AA) на его 5'-конце и G (A / G) на его 3'-конце, по-видимому, ингибировали образование комплекса CBF-ДНК и впоследствии встречались только в 1% промоторных последовательностей. В другом эксперименте, проведенном с основным поздним промотором (MLP) аденовирусов из различных видов хозяев, было показано, что мутация CAAT-бокса и последовательности CCAAT, которая, как считается, играет ключевую роль в (MLP) подгруппе Аденовирусы человека C у видов с недостаточной последовательностью СААТ. Инициация транскрипции у мутантных видов MLP была значительно снижена по сравнению с инициацией транскрипции у дикого типа или видов, в которых был мутант СААТ. Неспособность восстановить нормально функционирующие аденовирусы, демонстрируемые блоком CAAT, согласуется с идеей о том, что блок CAAT играет жизненно важную роль в MLP аденовируса и предпочтительнее других транскрипционных элементов.

CCAAT в растениях

Эти основные факторы связывания или ядерные факторы (NF-Y) состоят из трех субъединиц - NF-YA, NF-YB и NF-YC. В то время как у животных каждая субъединица NF-Y кодируется одним геном, у растений произошла диверсификация как по структуре, так и по функциям. Семейства NF-Y состоят от восьми до 39 членов на субъединицу. Основная причина такой диверсификации - дупликации генов и тандемные дупликации, которые способствовали увеличению размеров семей NF-Y по сравнению с одиночными кодируемыми ядерными факторами животных. Каждая субъединица содержит эволюционно консервативную часть - С-конец NF-YA, центральную часть NF-YB и N-конец NF-YC, более 70 % из них у разных видов остается консервативным. Однако соседние области, как правило, не консервативны.

Субъединица NF-YA

Семейство NF-YA кодирует факторы транскрипции, которые имеют переменную длину (от 207 до 347 аминокислот для M. truncatula ). Белки NF-YA обычно характеризуются двумя доменами, которые сильно консервативны у всех высших эукариот, исследованных на сегодняшний день. Первый домен (A1) содержит 20 аминокислот, которые образуют альфа-спираль, которая проявляется во взаимодействии с NF-YB и NF-YC. Второй домен (A2) примыкает к домену A1 консервативной линкерной последовательностью, которая представляет собой последовательность из 21 аминокислоты, жизненно важную для связывания специфической ДНК с CCAAT-боксом. Домены A1 и A2 консервативны по направлению к C-концу млекопитающих, но занимают более центральную область в субъединицах NF-YA растений. У растений субъединица NF-YA эволюционировала, чтобы регулировать развитие факультативного корневого органа, присутствующего только у бобовых растений и, как было показано, экспрессируется в ткани корня. Было показано, что он обладает засухоустойчивыми свойствами и активируется во время стресса засухи в корнях и листьях Arabidopsis. Мутанты NF-YA показали потерю функции и гиперчувствительность к условиям, подобным засухе, и, напротив, сверхэкспрессия NF-YA привела к устойчивости к засухе.

субъединице NF-YB

NF Семейство -YB подобно субъединице NF-YA, имеет переменную длину, однако в среднем намного меньше, чем субъединица NF-YA (90–240 аминокислот в «M. truncatula»). Они характеризовались структурой и аминокислотным составом, аналогичными мотиву гистоновой складки (HFM). Он состоит из трех альфа-спиралей, разделенных двумя доменами бета-цепь-петля. Подобно NF-YA, NF-YB, как было показано, также улучшает устойчивость к засухе при сверхэкспрессии, а также способствует цветению у арабидопсиса.

Субъединица NF-YC

Белки NF-YC являются имеет промежуточный размер между размером белков NF-YA и NF-YB (117–292 аминокислоты в M. truncatula), а также содержат HFM, который преобладает в белках NF-YB. Также было показано, что он участвует во времени цветения у некоторых растений (сверхэкспрессия приводит к более раннему цветению), где его влияние потенциально регулируется связыванием белка CONSTANS (CO) с субъединицей NF-YC.

Комплексы NF-Y

Вследствие эволюционных изменений в генах, кодирующих NF-Y, у растений они впоследствии имеют большой диапазон потенциальных тримерных комплексов. Например, у Arabidopsis было идентифицировано 36 субъединиц фактора транскрипции NF-Y (включая 10 субъединиц NF-YA, 13 NF-YB и 13 субъединиц NF-YC), которые теоретически могут образовывать 1690 уникальных комплексов (содержащих по одному комплексу каждого типа). субъединицы). Это число, конечно, выше, чем то, что происходит на самом деле, поскольку у некоторых субъединиц есть определенные шаблоны связывания. Функциональный анализ генов, кодирующих NF-Y, в растениях показал, что в результате их эволюционной диверсификации по сравнению с животными, они приобрели различные специфические функции, такие как развитие эмбриона, контроль времени цветения, ER-стресс, стресс от засухи и клубеньки. и корневое развитие. Это может быть лишь малая часть их возможностей, поскольку количество теоретически комбинаций комплексов NF-Y настолько велико, что фактически может быть создана лишь небольшая часть (менее 10% всех возможных взаимодействий было подтверждено в обоих направлениях у дрожжей.

Белки, связывающие энхансер CCAAT (C / EBP)

Другим аспектом мотива связывания CCAAT являются CCAAT / связывающие энхансеры белки (C / EBP). Они представляют собой группу факторов транскрипции из 6 членов (α-ζ), которые являются высококонсервативными и связываются с мотивом CCAAT. Хотя исследования этих связывающих белков были относительно недавними, их функция, как было показано, играет жизненно важную роль в клеточной пролиферации и дифференцировке, метаболизме, воспалении и иммунитете в различных клетках, но особенно в гепатоцитах, адипоциты и гемопоэтические клетки. Например, в адипоцитах это было показано в различных экспериментах на мышах: эктопическая экспрессия этих C / EBP (C / EBPα и C / EBPβ) была способна инициировать программы дифференцировки клетки даже в отсутствие адипогенные гормоны или дифференцировка преадипоцитов в адипоциты (или жировые клетки). Кроме того, переизбыток этих C / EBP (в частности, C / EBPδ) вызывает ускоренный ответ. И, кроме того, в клетках, лишенных C / EBP, или у C / EBP-дефицитных мышей, оба они неспособны подвергаться адипогенезу. Это приводит к гибели мышей от гипогликемии или снижения накопления липидов в жировой ткани. C / EBP следуют за общим основным доменом лейциновой застежки (bZIP) на C-конце и способны образовывать димеры с другими C / EBP или другими факторами транскрипции. Эта димеризация позволяет C / EBP специфически связываться с ДНК через палиндромную последовательность в большой бороздке ДНК. Они регулируются различными способами, включая гормоны, митогены, цитокины, питательные вещества и другие различные факторы.

См. Также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-13 09:57:41
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте