Κεφάλαιο 28.pdf

© ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΗΤΗΣ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΓΙΑ ΤΟ ΧΗΜΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΤΟΥ ΠΑΝ/ΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝΗ α-αμανιτίνη παράγεται από το δηλητηριώδες μανιτάρι Amanita phaloides,το οποίο ονομάζεται επίσης κύπελλο θανάτου ή δολοφονικός άγγελος (Eικόνα28.16). Περισσότεροι από 100 θάνατοι προκαλούνται παγκοσμίως κάθε χρόνοαπό την κατανάλωση δηλητηριωδών μανιταριών. Η α-αμανιτίνη δεσμεύεταιπολύ ισχυρά (K d = 10 nM) στην RNA πολυμεράση ΙΙ, και με τον τρόπο αυτόεμποδίζει τη φάση επιμήκυνσης της σύνθεσης RNA. Υψηλότερες συγκεντρώσειςα-αμανιτίνης (1 μΜ) αναστέλλουν την πολυμεράση ΙΙΙ, ενώ η πολυμεράσηΙ είναι ανθεκτική στην τοξίνη. Αυτό το σχήμα της ευαισθησίας είναιεξαιρετικά συντηρημένο σε όλο το ζωϊκό και φυτικό βασίλειο.893Eυκαρυωτική μεταγραφή και μετάφραση28.2.2 Στοιχεία με δράση cis και trans: οι κλειδαριές και τα κλειδιάτης μεταγραφήςΤα ευκαρυωτικά γονίδια, όπως τα αντίστοιχα προκαρυωτικά, χρειάζονται προαγωγείςγια την έναρξη της μεταγραφής. Κάθε ένας από τους τρεις τύπους πολυμερασώναναγνωρίζει διαφορετικούς προαγωγείς. Η RNA πολυμεράση Ι μεταγράφειμόνο από ένα είδος προαγωγέα, ο οποίος υπάρχει μόνο σε γονίδιαrRNA και περικλείει τη θέση έναρξης. Σε μερικά γονίδια, η RNA πολυμεράσηΙΙΙ αποκρίνεται σε προαγωγείς που βρίσκονται στην κανονική ανοδικήθέση. Σε άλλα γονίδια, αποκρίνεται σε προαγωγείς που βρίσκονται στα γονίδιακαθοδικά της θέσης έναρξης. Οι προαγωγείς για την RNA πολυμεράση ΙΙμπορεί να είναι απλοί ή πολύπλοκοι (Εδάφιο 28.2.3). Όπως και στην περίπτωσητων προκαρυωτικών, οι προαγωγείς βρίσκονται πάντοτε στο ίδιο μόριοDNA όπου βρίσκεται και το γονίδιο που ρυθμίζουν. Συνεπώς, οι προαγωγείςαναφέρονται ως στοιχεία με δράση cis.Ωστόσο, οι προαγωγείς δεν είναι ο μόνος τύπος στοιχείων DNA που έχουνδράση cis. Τα ευκαρυωτικά και οι ιοί τους περιέχουν επιπλέον ενισχυτές(enhancers). Αυτές οι αλληλουχίες DNA, αν και δεν είναι οι ίδιες προαγωγείς,μπορούν να αυξήσουν σημαντικά την αποτελεσματικότητα των προαγωγέων.Είναι εξαιρετικά ενδιαφέρον το ότι οι θέσεις των ενισχυτών σχετικά με τουςπροαγωγείς δεν είναι καθορισμένες. Οι θέσεις αυτές μπορεί να ποικίλλουν ουσιαστικά.Οι ενισχυτές παίζουν καθοριστικό ρόλο στη ρύθμιση της γονιδιακήςέκφρασης σε ειδικούς ιστούς ή στάδια της ανάπτυξης (Εδάφιο 31.2.4).Οι αλληλουχίες των στοιχείων του DNA που έχουν δράση cis είναι θέσειςδέσμευσης πρωτεϊνών, οι οποίες ονομάζονται παράγοντες μεταγραφής. Μια τέτοιαπρωτεΐνη συχνά ονομάζεται παράγοντας με δράση trans, διότι μπορεί νακωδικεύεται από ένα γονίδιο σε ένα μόριο DNA διαφορετικό από εκείνο πουπεριέχει το γονίδιο το οποίο ρυθμίζεται. Η δέσμευση ενός παράγοντα μεταγραφήςστη σχετική αλληλουχία του στο DNA βοηθά την RNA πολυμεράσηνα εντοπίσει την κατάλληλη θέση έναρξης. Θα συνεχίσουμε την έρευνά μαςγια τη μεταγραφή με την εξέταση αυτών των στοιχείων με δράση cis και trans.EIKONA 28.16 Δηλητήριο RNA πολυμεράσης.Το Amanita phaloides, ένα δηλητηριώδες μανιτάριπου παράγει α-αμανιτίνη. [Κατά G. Lincoff καιD. H. Mitchel, Τoxic and HollucinogenicMushroom Poisoning (Van Nostrand Reinhold,1977), p.30.]28.2.3 Oι περισσότεροι προαγωγείς για την RNA πολυμεράση IIπεριέχουν ένα πλαίσιο TATA κοντά στη θέση έναρξης της μεταγραφήςΟι προαγωγείς για την RNA πολυμεράση ΙΙ, όπως εκείνοι για τις βακτηριακέςπολυμεράσες, είναι τοποθετημένοι στην πλευρά 5΄ της θέσης έναρξης τηςμεταγραφής. Τα αποτελέσματα πειραμάτων μεταλλαξιγένεσης, μελετών αποτύπωσηςκαι συγκρίσεις πολλών γονιδίων ανώτερων ευκαρυωτικών οργανισμώνέχουν δείξει τη σημασία αρκετών περιοχών ανοδικά της θέσης έναρξης.Για τα περισσότερα γονίδια που μεταγράφονται από την RNA πολυμεράση ΙΙτο πιο σημαντικό στοιχείο με δράση cis ονομάζεται πλαίσιο ΤΑΤΑ με βάσητην ομόφωνη αλληλουχία του (Eικόνα 28.17). Το πλαίσιο ΤΑΤΑ επικεντρώνεταισυνήθως μεταξύ των θέσεων –30 και –100. Επισημαίνεται ότι το ευκαρυωτικόπλαίσιο ΤΑΤΑ μοιάζει πολύ με την προκαρυωτική αλληλουχία –105' T 82 A 97 T 93 A 85 A 63 A 88 A 50 3'Ï·›ÛÈÔ TATAEIKONA 28.17 Πλαίσιο ΤΑΤΑ. Συγκρίσεις τωναλληλουχιών περισσότερων από 100 ευκαρυωτικώνπροαγωγέων οδήγησαν στην ομόφωνη αλληλουχίαπου φαίνεται. Οι δείκτες σημειώνουν τησυχνότητα (%) της βάσης σε κάθε θέση.