TATA-бокс
TATA-бокс (бокс Гольдштейна-Гоґнесса) — послідовність промоторної ділянки більшості (але не всіх) генів еукароіот та архебактерій. Зазвичай розташована у позиції −25 відносно точки початку транскрпипції. До TATA-боксу приєднуються загальні фактори транскрпиції, таким чином він бере участь у визначенні місця та частково напрямку транскрипції. Аналогічна за функціями ділянка у бактерій називається бокс Прибнова.
Історія дослідження
TATA-бокс був відкритий 1979 року Гоґнессом при порівнянні 5'-фланукючих послідовностей білок-кодуючих генів дрозофіли, ссавців та вірусів еукаріот. Майже у всіх генів, що транскрибуються РНК-полімеразою II, була виявлена послідовність TATAAA у положенні 25—30 нуклеотидів до точки початку транскрипції. TATA-бокс також був виявлений у Saccharomyces cerevisiae, проте у положенні −40 — −120.
Із розвитком методів трансфекції та in vitro транскрипції вдалось встановити, що мутації в цій послідовності зазвичай призводять до зменшення або повного зникнення активності промотора. У тих випадках коли активність залишалась, зазвичай спостерігалось зміщення точки початку транскрипції.
Поширення
Перші уявлення про те, що TATA-бокс може бути строго консервативною послідовністю, необхідною для ініціації транскрипції у всіх еукаріот, не знайшли підтвердження, оскільки було виявлено багато генів позбавлених його. Різні аналізи геному дрозофіли показали, що консенсусну послідовність TATAAA або послідовність із зміною одного нуклеотиду містять від 33 % до 43 % промоторів. В людини 32 % із 1031 потенційного промотора містили TATA-бокс.
Принаймні у деяких генах ТАТА-бокс був виявлений у всіх досліджених тварин, рослин та грибів, а також багатьох архей. Позбавлені такої послідовності деякі древні паразитичні найпростіші.
Функціонування
Консенсус послідовність TATA-боксу: 5'-ТАТА(А/T)А(А/T)-3'. Він розпізнається білком TBP (англ. TATA-binding protein), який входить до складу загального фактора транскрипції TFIID (транскрипційний фактор D для РНК-полімерази II). Крім TBP TFIID містить також близько TBP-асоційованих факторів (англ. TBP-associated factors, TAFs).
TBP — один із найдревніших і найважливіших транскприпційних факторів, він дуже мало змінився впродовж еволюції. ДНК-зв'язуюча ділянка цього білка має форму сідла, кожна половина представлена 5-ланцюговою антипаралельною β-структурою. Вісім із десяти β-ланцюгів завдяки гідрофобним взаємодіям зв'язуються із малим жолобком подвійної спіралі ДНК. Приєднання TBP до ДНК викликає її деформацію і згинання, що сприяє розходженню двох її ланцюгів. Розходження також полегшується тим, що TATA-бокс майже завжди складається тільки із пар нуклеотдиів А-Т, між якими утворюється тільки два водневі зв'язки, на противагу Г-Ц парам, азотисті основи в яких сполучені трьома зв'язками. Деформація ДНК і розходження її ланцюгів слугує «позначкою» активного промотора і сприяє приєднанню інших факторів транскрипції.
Джерела
- Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2007). Molecular Biology of the Cell (вид. 5th). Garland Science. ISBN 978-0-8153-4105-5.
- Tamarin RH (2001). Principles of Genetics (вид. 7th). Mcgraw-Hill. ISBN 0072334193.
- Robinson R., et al. Encyclopedia of Genetics. — Macmillan, 2003. — Т. 4. — С. 112. — ISBN 0-02-865610-5.
- Smale ST, Kadonaga JT (2003). The RNA polymerase II core promoter. Annu Rev Biochem. 72: 449—79. doi:10.1146/annurev.biochem.72.121801.161520. PMID 12651739.