ObrazE118

Organizacja

genów

W przeciwieństwie do prokariotycznych gepów_T .kodujących białka i su-

olbrzymia większość eukariotycznych genów kodujących białka je* nieciągła. Kndująęp nHrinki genu (zwane eksonami) są^porozdzielant niekoduiacymi odcinkami DNA (określanymi jako introny) (rys. 1). Niemniej jednak kolejność kodonów w eksonach i kolejność samych eksonfor nadal jest koiineama (liniowo zbieżna) z aminokwasową sekwencją kodowanego polipepkydu. Ilość intronów w genach kodujących białka jot różna (mRNA histonów nie zawiera intronów), a długość intronów mieści się w granicach od około 80 do ponad 10 000 pz. Pierwotny transkrypt pochodzący z genów kodujących białka zwany iest pre-mRNA. cząsteczka ta musi zostać poddana reakcjom dojrzewania, tworząc ostatecznie przygotowany do translacji dojrzały mRNA. W trakcie dojrzewania pre--mRNA otrzymuje „kap" na 5' końcu cząsteczki i (zwykle, ale nie zawsze) ogon poli(A) zbudowany z 200-250 reszt A na końcu 3'. Sekwencje intronów są usuwane z pre-mRNA w procesie składania RNA (splicing). Reakcje dojrzewania RNA są dokładnie omówione w temacie G6.

ekson 1

I

promotor miejsce in«cjac|i transkrypcji

mtron 1

transkrypcja przez pobm&izę RNA U

ekson 2

ł

isr

ekson3

ł

t

•ntron 2

rejon

terminaql

transkrypcji

pierwotny

transkrypt 5‘ ppp-(RNA)

nznmzzczD-

t

rozcięcie przez endonukieazę

na końcu 5    i dołączenie

przełączenie poti(A) °9⁰ⁿ⁸P0^|K^A) do końca 3’

synteza kąpu ai5*

AAAAA₂₅₀3’

ł

kap na końcu 5'

Spticing RNA

ogon poli(A)

ekson 1 ekson 2 ekson 3

mRNA O-

ł i ł

AAAAA-

transport do cytoplazmy przez por jądrowy

1 Struktura i ekspresja eukariotycznego genu kodującego białko

Większość miejsc promotorowych dla polimerazy RfcjĄ U zawiera wysoce konserwatywny rejon o sekwencji zgodnej TATA(A/T)A(A/T) określany jako kaseta TATA (rys. 2) Znajduje się on w odległości około 25 pz przed miejscem startu transkrypcji. Ponieważ miejsce początku transkrypcji znajduje się w pozycji ■»!, położenie kasety TATA określa się jako -25. Sekwencja kasety TĄTA jest podobna do sekwencji rejonu -10 (patrz temat G2) genów prokariotycznych (TATAAT), a różni się głównie tym, że znajduje się w większej odległości od miejsca początku transkrypcji. Oba elementy mają właściwie tę samą hmkcie - umieszczanie pnlimera/y RNA tak, aby mogła ona rozpocząć transkrypcję w ściśle określonym miejscu. Sekwencja otaczająca kasetę TAlA jest również bardzo ważna, wpływa ona na wydajność inicjacji transkrypcji. Trans-krypcja jest taksie regulowana przez elementy kontrolujące transkrypcję położone od strony 5' kasety TATA (rysTi i temat C/|.

elemeniy kontrolujące transkrypcję

-------------i----------

r
	.-AA TATA A _ ^T T

-25

Inicjacja

transkrypcji

Rys. 2. Typowy promolor pohmerazy RNA ll Kaseta TATA znajdu/e s*ę okoto 2$ pz powyżej słartu transkrypcji (oznaczonej jako +1)

Niektóre eukariotyczne geny kodujące białka nie posiadają kasety TATA, mają za to tzw. element inicjatnrowy umieszczony centralnie w ^fosiinkn do!miejsca startu transkrypcji. Sekwencja takiego elementu jest dość zróżnicowana w różnych genach, często jednak obserwuje się C w pozycji -1 i A w pozycji +1. jeszcze inne promotory nie mają ani kasety TATA, ani nawet elementu inicjatorowego. Poziom transkrypcji tego typu genów jest zwykle niski, a miejsce inicjacji nie jest precyzyjnie zdefiniowane. Ich transkrypcja może się rozpocząć w różnych miejscach w obrębie dość dużego rejonu DNA (około 200 nukleotydów).

Do zainicjowania transkrypcji polimeraza RNA II wymaga współdziała niaJuUuUnnych białekJph Wnpipksów bidlkuWyUi. oltroćhnych jako

ogólne, podstawowe czynniki transkrypcyjne, które w miejscu promo-torowym genu muszą utworzyć odpowiednio zorganizowany kompleks, umożliwiający związanie polimeragy RNA Ihr rozpoczęcie transkrypcji (rys. 3). Czynniki te mają grupową nazwę TFU (ang. transcription factor for RNA polymerase II). Pierwszym zdarzeniem rozpoczynającym transkrypcję jest związanie się z kasetą TATA kompleksu białkowego TFI1D. Kluczową podjednostką TFIID jest TBP (ang. TATA box-binding protein). Inne podjednostki w kompleksie TFIID nazywane są czynnikami oddziałującymi z TBP, w skrócie TAFus (ang. TBP-associated factors). Kolejność zdarzeń jest następująca: najpierw TBP wiąże się z kasetą TATAja później przynajmniej 8 czynników TAFjjs przyłącza się do TBP, tworząij TFIID. Do kompleksu TFIID przyłącza się czynnik TFII A, stabilizując oddziaływanie TFIID z kasetą TATA. Następnie do TFIID przyłącza się TFIIB. Czynnik ten może również oddziaływać z poii-merazą RNA U; a zatem pełni funkcję „łącznika" pomiędzy czynnikami