TATA BOX: CECHY I FUNKCJE - BIOLOGIA - 2026

W biologii komórki TATA box jest konsensusową sekwencją DNA, która występuje we wszystkich liniach żywych organizmów i jest szeroko konserwowana. Sekwencja to 5'-TATAAA-3 'i może po niej następować kilka powtarzających się adenin.

Lokalizacja skrzynki znajduje się w górę (lub w górę, jak to często nazywa się w literaturze) od początku transkrypcji. Znajduje się w regionie promotorowym genów, gdzie nastąpi zjednoczenie z czynnikami transkrypcyjnymi. Oprócz tych czynników polimeraza RNA II często wiąże się z kasetą TATA.

Polimeraza RNA II. Źródło: Fvasconcellos 21:15, 14 listopada 2007 (UTC)

Chociaż kaseta TATA jest główną sekwencją promotora, są geny, którym jej brakuje.

cechy

Początek syntezy RNA wymaga, aby polimeraza RNA związała się z określonymi sekwencjami DNA, zwanymi promotorami. Kaseta TATA jest sekwencją konsensusową promotora. Nazywa się to pudełkiem Pribnowa u prokariotów i pudełkiem Goldberga-Hognessa u eukariontów.

Zatem kaseta TATA jest konserwowanym regionem DNA. Sekwencjonowanie wielu regionów startu transkrypcji DNA wykazało, że sekwencją konsensusową lub wspólną sekwencją jest (5ʾ) T * A * TAAT * (3ʾ). Pozycje oznaczone gwiazdką mają wysoką homologię. Ostatnia reszta T zawsze znajduje się w promotorach E. coli.

Lokalizacja skrzynki TATA u prokariontów

Zgodnie z konwencją, parom zasad, które odpowiadają początkowi syntezy cząsteczki RNA, przypisuje się liczby dodatnie, a parom zasad poprzedzającym początek RNA przypisuje się liczby ujemne. Skrzynka TATA znajduje się w regionie -10.

W E. coli region promotora znajduje się między pozycjami -70 i +30. W tym regionie znajduje się druga sekwencja konsensusowa (5ʾ) T * TG * ACA (3ʾ) w pozycji -35. Podobnie pozycje oznaczone gwiazdką mają wysoką homologię.

Lokalizacja skrzynki TATA u eukariontów

U eukariotów regiony promotora mają elementy sygnałowe, które różnią się dla każdej z polimeraz RNA. W E. coli pojedyncza polimeraza RNA identyfikuje elementy sygnałowe w regionie promotora.

Ponadto u eukariontów regiony promotorowe są bardziej rozpowszechnione. Istnieją różne sekwencje, zlokalizowane w regionie -30 i -100, które tworzą różne kombinacje w różnych promotorach.

U eukariontów istnieje wiele czynników transkrypcyjnych, które oddziałują z promotorami. Na przykład czynnik TFIID wiąże się z sekwencją TATA. Z drugiej strony, geny rybosomalnego RNA są zbudowane w postaci wielu genów, jeden po drugim.

Różnice w sekwencjach konsensusowych regionów -10 i -35 zmieniają wiązanie polimerazy RNA z regionem promotora. Zatem mutacja pojedynczej pary zasad powoduje zmniejszenie szybkości wiązania polimerazy RNA z regionem promotora.

cechy

Rola w transkrypcji

Skrzynka TATA uczestniczy w wiązaniu i inicjacji transkrypcji. U E. coli holoenzym polimerazy RNA składa się z pięciu podjednostek α ₂ ββσ. Podjednostka σ wiąże się z dwuniciowym DNA i porusza się w poszukiwaniu kasety TATA, która jest sygnałem wskazującym na początek genu.

Jak przebiega transkrypcja?

Podjednostka σ polimerazy RNA ma bardzo wysoką stałą asocjacji promotora (rzędu 10 ¹¹ ), co wskazuje na wysoką specyficzność rozpoznawania między nią a sekwencją kasety Pribnowa.

Polimeraza RNA wiąże się z promotorem i tworzy zamknięty kompleks. Następnie tworzy otwarty kompleks charakteryzujący się miejscowym otwarciem 10 par zasad podwójnej helisy DNA. Otwarcie to jest ułatwione, ponieważ sekwencja pudełka Pribnowa jest bogata w AT.

Kiedy DNA jest rozwijane, tworzy się pierwsze wiązanie fosfodiestrowe i zaczyna się wydłużanie RNA. Podjednostka σ jest uwalniana, a polimeraza RNA opuszcza promotor. Inne cząsteczki polimerazy RNA mogą związać się z promotorem i rozpocząć transkrypcję. W ten sposób gen może być wielokrotnie przepisywany.

U drożdży polimeraza RNA II składa się z 12 podjednostek. Enzym ten inicjuje transkrypcję rozpoznając dwa typy sekwencji konsensusowych na końcu 5ʾ początku transkrypcji, a mianowicie: sekwencję konsensusową TATA; Sekwencja konsensusowa CAAT.

Czynniki transkrypcyjne

Polimeraza RNA II wymaga białek zwanych czynnikami transkrypcyjnymi TFII, aby utworzyć aktywny kompleks transkrypcyjny. Czynniki te są dość konserwatywne u wszystkich eukariontów.

Czynniki transkrypcyjne to cząsteczki o charakterze białkowym, które mogą wiązać się z cząsteczką DNA i mieć zdolność zwiększania, zmniejszania lub anulowania produkcji określonego genu. To wydarzenie ma kluczowe znaczenie dla regulacji genów.

Tworzenie kompleksu transkrypcyjnego rozpoczyna się od związania białka TBP („białko wiążące TATA”) z kasetą TATA. Z kolei białko to wiąże TFIIB, który wiąże się również z DNA. Kompleks TBP-TFIIB wiąże się z innym kompleksem składającym się z TFIIF i polimerazy RNA II. W ten sposób TFIIF pomaga polimerazie RNA II związać się z promotorem.

W końcu TFIIE i TFIIH łączą się i tworzą zamknięty kompleks. TFIIH jest helikazą i sprzyja separacji podwójnej nici DNA, procesowi wymagającemu ATP. Dzieje się to w pobliżu miejsca startu syntezy RNA. W ten sposób powstaje otwarty kompleks.

Czynniki transkrypcyjne i rak

Białko p53 jest czynnikiem transkrypcyjnym, znanym również jako białko supresorowe guza p53. Jest produktem dominującego onkogenu. Zespół Li-Fraumeni jest wywoływany przez jedną kopię tego zmutowanego genu, co prowadzi do raka, białaczki i guzów.

Wiadomo, że P53 hamuje transkrypcję niektórych genów i aktywuje transkrypcję innych. Na przykład p53 zapobiega transkrypcji genów z promotorem TATA poprzez tworzenie kompleksu składającego się z p53, innych czynników transkrypcyjnych i promotora TATA. Zatem p53 utrzymuje wzrost komórek pod kontrolą.

Bibliografia

1. Bohinski, R. 1991. Biochemistry. Addison-Wesley Iberoamericana, Wilmington, Delaware.
2. Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Cellular and Molecular Biology. Artykuł redakcyjny Médica Panamericana, Buenos Aires.
3. Przyjaciel, S. 1994. P53: rzut oka na marionetkę za grą cieni. Science 265: 334.
4. Devlin, TM 2000. Biochemistry. Od redakcji Reverté, Barcelona.
5. Voet, D., Voet, J. 2004. Biochemistry. Jonh Wiley and Sons, Nowy Jork.
6. Nelson, DL, Cox, MM 2008. Lehninger - Zasady biochemii. WH Freeman, Nowy Jork.