TATA BOX: FUNKCE A FUNKCE - BIOLOGIE - 2024

TATA box, v buněčné biologii, je konvenční sekvenci DNA, která se nachází ve všech linií živých organismů a je široce konzervované. Sekvence je 5'-TATAAA-3 'a mohou na ni následovat některé opakované adeniny.

Umístění boxu je proti proudu (nebo proti proudu, jak se v literatuře často říká) od začátku transkripce. To se nachází v oblasti promotoru genů, kde dojde ke spojení s transkripčními faktory. Kromě těchto faktorů se RNA polymeráza II často váže na TATA box.

RNA polymeráza II. Zdroj: Fvasconcellos 21:15, 14. listopadu 2007 (UTC)

Ačkoli je TATA box hlavní promotorovou sekvencí, existují geny, které jej nemají.

vlastnosti

Začátek syntézy RNA vyžaduje, aby se RNA polymeráza váže na specifické sekvence v DNA, nazývané promotory. TATA box je konsenzuální sekvence promotoru. To se nazývá Pribnowova krabice v prokaryotech a Goldbergova-Hognessova pole v eukaryotech.

TATA box je tedy konzervovanou oblastí v DNA. Sekvenování četných počátečních oblastí transkripce DNA ukázalo, že konsenzuální sekvence nebo běžná sekvence je (5ʾ) T * A * TAAT * (3ʾ). Pozice označené hvězdičkou mají vysokou homologii. Poslední T zbytek se vždy nachází v promotorech E. coli.

Umístění pole TATA v prokaryotech

Obvykle jsou páry bází, které odpovídají začátku syntézy molekuly RNA, označeny kladnými čísly a páry bází, které předcházejí začátku RNA, jsou označeny zápornými čísly. Pole TATA je v oblasti -10.

V E. coli je promotorová oblast mezi polohami -70 a +30. V této oblasti je druhá konsenzuální sekvence (5ʾ) T * TG * ACA (3ʾ) v poloze -35. Stejně tak pozice označené hvězdičkou mají vysokou homologii.

Umístění pole TATA v eukaryotech

V eukaryotech mají oblasti promotoru signální prvky, které se liší pro každou RNA polymerázu. V E. coli identifikuje jednotlivé RNA polymerázy signální prvky v promotorové oblasti.

Kromě toho v eukaryotech jsou oblasti promotoru rozšířeny. V oblasti -30 a -100 jsou různé sekvence, které vytvářejí různé kombinace v různých promotorech.

V eukaryotech existuje celá řada transkripčních faktorů, které interagují s promotory. Například faktor TFIID se váže na sekvenci TATA. Na druhé straně jsou ribozomální RNA geny strukturovány ve formě několika genů, z nichž jeden následuje druhý.

Variace v konsenzuálních sekvencích oblastí -10 a -35 mění vazbu RNA polymerázy na promotorovou oblast. Mutace jednoho páru bází tedy způsobuje snížení rychlosti vazby RNA polymerázy na promotorovou oblast.

Funkce

Úloha v transkripci

Box TATA se účastní vazby a iniciace transkripce. V E. coli, RNA polymerase holoenzym se skládá z pěti α ₂ ββσ podjednotek. Σ podjednotka se váže na dvouvláknovou DNA a pohybuje se hledáním TATA boxu, což je signál, který označuje začátek genu.

Jak probíhá přepis?

A podjednotka RNA polymerázy má velmi vysokou asociační konstantu promotoru (v pořadí ¹⁰¹¹), což ukazuje na vysokou rozpoznávací specificitu mezi ní a sekvencí Pribnowova pole.

RNA polymeráza se váže na promotor a tvoří uzavřený komplex. Pak tvoří otevřený komplex charakterizovaný místním otevřením 10 párů bází dvojité šroubovice DNA. Toto otevření je usnadněno, protože sekvence Pribnowova pole je bohatá na AT.

Když se DNA odvíjí, začíná se tvořit první fosfodiesterová vazba a prodlužuje se RNA. Σ podjednotka je uvolněna a RNA polymeráza opouští promotor. Jiné molekuly RNA polymerázy se mohou vázat na promotor a zahájit transkripci. Tímto způsobem může být gen mnohokrát přepsán.

V kvasnicích sestává RNA polymeráza II z 12 podjednotek. Tento enzym iniciuje transkripci rozpoznáváním dvou typů konsensuálních sekvencí na 5ʾ konci začátku transkripce, jmenovitě: TATA konsenzuální sekvence; Konsensuální sekvence CAAT.

Transkripční faktory

RNA polymeráza II vyžaduje proteiny, nazývané transkripční faktory TFII, aby se vytvořil aktivní transkripční komplex. Ve všech eukaryotech jsou tyto faktory poměrně konzervativní.

Transkripční faktory jsou molekuly proteinové povahy, které se mohou vázat na molekulu DNA a mají schopnost zvýšit, snížit nebo zastavit produkci specifického genu. Tato událost je zásadní pro regulaci genů.

Tvorba transkripčního komplexu začíná vazbou TBP proteinu ("TATA-vazebný protein") na TATA box. Tento protein se zase váže na TFIIB, který se také váže na DNA. Komplex TBP-TFIIB se váže na další komplex sestávající z TFIIF a RNA polymerázy II. Tímto způsobem TFIIF pomáhá RNA polymeráze II vázat se na promotor.

Nakonec se TFIIE a TFIIH spojí a vytvoří uzavřený komplex. TFIIH je helikáza a podporuje separaci dvouřetězcových DNA, což je proces, který vyžaduje ATP. K tomu dochází v blízkosti výchozího místa syntézy RNA. Tímto způsobem se vytvoří otevřený komplex.

Faktory transkripce a rakovina

Protein p53 je transkripční faktor, také známý jako protein potlačující nádor p53. Je to produkt dominantního onkogenu. Li-Fraumeniho syndrom je způsoben jednou kopií tohoto mutovaného genu, což vede k karcinomům, leukémii a nádorům.

Je známo, že P53 inhibuje transkripci některých genů a aktivuje transkripci jiných. Například p53 zabraňuje transkripci genů s TATA promotorem vytvořením komplexu sestávajícího z p53, dalších transkripčních faktorů a TATA promotoru. Tak p53 udržuje růst buněk pod kontrolou.

Reference

1. Bohinski, R. 1991. Biochemie. Addison-Wesley Iberoamericana, Wilmington, Delaware.
2. Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Buněčná a molekulární biologie. Editorial Médica Panamericana, Buenos Aires.
3. Přítel, S. 1994. P53: letmý pohled na loutku za stínovou hrou. Science 265: 334.
4. Devlin, TM 2000. Biochemistry. Editorial Reverté, Barcelona.
5. Voet, D., Voet, J. 2004. Biochemistry. Jonh Wiley and Sons, New York.
6. Nelson, DL, Cox, MM 2008. Lehninger - Základy biochemie. WH Freeman, New York.