Сравнительная характеристика аминокислотных последовательностей сигма-субъединиц рнк-полимеразы бактериальных организмов

3. Обзор литературы стр.3

3.2. Сигма-70 стр.4

3.4. Сигма-28 стр.5

3.5. Сигма-24 стр.5
4. Материалы и методы стр.5
5. Результаты стр.6
5.1 Анализ первичных структур сигма-субъединиц стр.6

5.2 Гистидиновый аминокислотный остаток. Анализ окружения стр.9

В настоящее время расшифрованы аминокислотные последовательности различных субъединиц РНК-полимераз большинства бактерий. Исследованы их функции в клетке. Особый интерес представляют сигма-субъединицы, которые обеспечивают специфичность связывания РНК-полимеразы с сигналами инициации транскрипции. Проведение сравнительного анализа структур различных сигма-субъединиц позволит получить представление о структурной основе их функций.

Рис.1. Транскрипция [2].

полимераза присоединяется к определенному участку в начале гена, называемому промотором. В этом районе начинается синтез РНК. Промоторы генов бактерий имеют определенную нуклеотидную последовательность (чередование нуклеотидов), "узнаваемую" РНК-полимеразой. Узнавание белками определенных участков ДНК основано на специфичном нековалентном взаимодействии аминокислотных остатков с нуклеотидами [1].

Для специфического взаимодействия с матрицей ДНК РНК-полимеразе необходима сигма-субъединица. Для того, чтобы началась транскрипция некоторых генов, может понадобиться особый вариант сигма-субъединицы. Поэтому бактерия имеет несколько разных генов, кодирующих образование разных сигма-субъединиц, предназначенных для узнавания разных транскрицпионных сигналов. Когда бактерии испытывают стресс (шок), например тепловой, необходимо быстро синтезировать ряд защитных белков и, следовательно, транскрибировать соответствующие гены, кодирующие эти белки. Особый вариант сигма-субъединиц необходим бактерии при образовании спор в условиях недостатка пищи или воды. Сигма-субъединица узнает определенную, характерную для промоторов бактериальных генов, последовательность нуклеотидов, взаимодействуя в основном с большой бороздкой двунитевой спирали ДНК. Сначала образуется "открытый" комплекс ДНК с РНК-полимеразой, когда двунитевая структура ДНК раскрывается ("плавится"), а затем на одной из нитей ДНК, как на матрице, образуется РНК, последовательность нуклеотидов в которой комплементарна матричной нити ДНК. Синтез РНК заканчивается в определенной области в конце гена [1].

Семейства сигма-субъединиц различаются по свойствам. Например, у E.coli обнаружено 7 различных сигма-субъединиц [3]. Cигма-70 работает при транскрипции генов, ответственных за рост организма. При переходе из стадии экспоненциального роста в стационарную стадию более активной становится сигма-38. Субъединицы сигма-70 и сигма-32 считаются главными, они участвуют в транскрипции генов, кодирующих многие ферменты, необходимые организму. Субъединицы сигма-54 и сигма-28 являются минорными [4].