ТАТА-бокс

Смотреть что такое «ТАТА-бокс» в других словарях:

бокс Хогнесса — ТАТА бокс Специфическая последовательность нуклеотидов, присутствующая в промоторных областях генов эукариот (часто в положении [ 25]); обобщенная структура Б.Х. ТАТА(АТ)А(АТ); выполняет регуляторную функцию участвует в инициации транскрипции,… … Справочник технического переводчика

Бокс хогнесса — * бокс хогнэса * hogness box or TATA b. см. . Бокс цААТ * бокс цААТ * CAAT box см … Генетика. Энциклопедический словарь

бокс Хогнесса — бокс Хогнесса. См. ТАТА бокс. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

бокс ЦААТ — Высококонсервативная (известна в большинстве генов эукариот) последовательность нуклеотидов ДНК, входящая (часто наряду с боксом ТАТА) в состав промотора; часто находится в положении [ 75] (за 75 нуклеотидов перед точкой инициации транскрипции) и … Справочник технического переводчика

бокс ЦААТ — CAAT box бокс ЦААТ. Высококонсервативная (известна в большинстве генов эукариот) последовательность нуклеотидов ДНК, входящая (часто наряду с боксом ТАТА ) в состав промотора

; часто находится в положении [ 75]… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

Последовательность Хогнесса бокс Х — Последовательность Хогнесса, бокс Х. * паслядоўнасць Хогнеса, бокс Х. * Hogness sequence or H. box … Генетика. Энциклопедический словарь

TATA-бокс б Хогнесса — TATA бокс, б. Хогнесса * TATA бокс, бокс Хогнеса * TATA box or Hogness b. AT богатая область с консенсусной последовательностью (см.) TATAT/AAT/A (для растений TATAAATA), присутствующая в промоторных областях генов и чаще всегорасполагающаяся… … Генетика. Энциклопедический словарь

Прибнов-бокс — (также известен как Прибнов Шаллер бокс англ. Pribnow Schaller box) специфическая нуклеотидная последовательность внутри промоторного участка, с которой связывается РНК полимераза. Последовательность нуклеотидов Прибнов бокса … … Википедия

β-глюкуронидаза — * β глюкуранідаза * β glucuronidase or gUS бактериальный фермент, катализирующий гидролиз различных β глюкуронидов, среди которых имеются синтетические субстраты, как, напр., нитрофенил глюкуронид (), 4 метилумбеллиферил глюкуронид (), 5 бром 4… … Генетика. Энциклопедический словарь

Hogness box — Hogness box. См. ТАТА бокс. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

TATA-бокс б Хогнесса

TATA-бокс, б. Хогнесса * TATA-бокс, бокс Хогнеса * TATA box or Hogness b. AT — богатая область с консенсусной последовательностью (см.) TATAT/AAT/A (для растений TATAAATA), присутствующая в промоторных областях генов и чаще всегорасполагающаяся через 15-32 п. о. (у дрожжей 60-120 п. о.) вверх от сайта инициации транскрипции (см.) у эукариотных структурных генов. TATA-б. является аналогом прокариотического бокса Прибнова (Последовательность Прибнова) и сайтом связывания для транскрипционных факторов (транскрипционный фактор II D). Бокс важен для точной инициации транскрипции, т. к. обеспечивает ориентацию РНКполимеразы (см.) относительно промотора (см.), но не имеет значения для количественной экспрессии. Обобщенная формула ТАТА-б. — ТАТА(АТ)А(АТ).

Генетика. Энциклопедический словарь. — Минск: Белорусская наука . Картель Н. А., Макеева Е. Н., Мезенко А. М. . 2011 .

Смотреть что такое «TATA-бокс б Хогнесса» в других словарях:

Бокс хогнесса — * бокс хогнэса * hogness box or TATA b. см. . Бокс цААТ * бокс цААТ * CAAT box см … Генетика. Энциклопедический словарь

бокс Хогнесса — ТАТА бокс Специфическая последовательность нуклеотидов, присутствующая в промоторных областях генов эукариот (часто в положении [ 25]); обобщенная структура Б.Х. ТАТА(АТ)А(АТ); выполняет регуляторную функцию участвует в инициации транскрипции,… … Справочник технического переводчика

ТАТА-бокс — Hogness box, TATA box бокс Хогнесса, ТАТА бокс. Специфическая последовательность нуклеотидов, присутствующая в промоторных областях генов эукариот (часто в положении [ 25]); обобщенная структура Б.Х. ТАТА(АТ)А(АТ); выполняет регуляторную функцию… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

ТАТА-бокс

ТАТА-бокс, или бокс Хогнесса — консервативный [en] мотив ДНК (цис-регуляторный элемент) эукариот, имеющий последовательность 5′- TATAAA -3′ [1] . ТАТА-бокс располагается в промоторной области генов у архей и эукариот [2] примерно на 30 нуклеотидов выше сайта начала транскрипции [3] . По наличию ТАТА-бокса можно узнать матричную цепь ДНК, которая будет транскрибироваться [1] . С ним связываются транскрипционные факторы, привлекающие РНК-полимеразу к сайту начала транскрипции [1] (например, фактор TFIID, или ТАТА-фактор [4] ). Таким образом, ТАТА-бокс функционально эквивалентен Прибнов-боксу у бактерий [5] .

Содержание

Функционирование

В норме ТАТА-бокс в начале транскрипции связывается с ТАТА-связывающим белком [en] (TBP), который расплетает ДНК. АТ-богатый участок облегчает расплетание, поскольку 2 водородные связи в паре А-Т менее прочны, чем 3 в паре G-C . TBP представляет собой необычный белок, который связывается с малой бороздкой ДНК и состоит из β-слоёв [6] .

ТАТА-бокс, как правило, обнаруживается в сайтах связывания РНК-полимеразы II. Транскрипционный фактор TFIID [en] связывается с ТАТА-боксом, и вслед за ним к его верхней части присоединяется другой транскрипционный фактор, TFIIA [en] , а к нижней части — TFIIB [en] . Связыванию с этими факторами также способствует расплетание ДНК, индуцированное TBP [3] . РНК-полимераза II распознаёт этот многобелковый комплекс и связывается с ним в сопровождении различных других транскрипционных факторов, таких как TFIIF [en] , TFIIE [en] и TFIIH [en] . Тем самым инициируется транскрипция, и РНК-полимераза II движется по цепи ДНК, а TFIID и TFIIA остаются связанными с ТАТА-боксом. В дальнейшем это может облегчить присоединение дополнительных молекул РНК-полимеразы II. Кроме того, показано, что ТАТА-бокс может инициировать транскрипцию, осуществляемую не только РНК-полимеразой II, но и РНК-полимеразой III [en] [7] .

Распространение

ТАТА-бокс является очень древним, высококонсервативным на протяжении эволюции промоторным мотивом эукариот и первым идентифицированным таким мотивом. Тем не менее, у позвоночных ТАТА-бокс не очень широко распространён [3] . У большей части генов человека ТАТА-бокс отсутствует, и в них его роль выполняет инициаторный элемент [en] или более сложный промотор типа CpG [en] . Примерно 24 % генов человека содержат ТАТА-бокс, расположенный в пределах центрального промотора [8] (по данным другим исследователей, ТАТА-бокс встречается в 10 % промоторов генов человека [9] ). Чуть ранее анализ приблизительно тысячи генов выявил наличие ТАТА-бокса в промоторах 32 % из них [10] . Установлено, что наиболее широко ТАТА-бокс распространён среди генов, вовлечённых в клеточные ответы и органогенез. Судя по всему, промоторы с ТАТА-боксом свойственны генам, специфичным для клеток определённого типа, в то время как промоторы CpG характерны для генов домашнего хозяйства [3] .

TATA-бокс

TATA-бокс (бокс Гольдштейна-Гоґнесса) — ​​последовательность промоторной участка большинства (но не всех) генов еукароиот и архебактерий. Обычно расположена в позиции -25 относительно точки начала транскрпипции. К TATA-бокса присоединяются общие факторы транскрпиции, таким образом он участвует в определении места и частично направлении транскрипции. Аналогичная по функциям участок у бактерий называется бокс Прибнова.

История исследования

TATA-бокс был открыт 1979 Гоґнессом при сравнении 5′-фланукючих последовательностей белок-кодирующих генов дрозофилы, млекопитающих и вирусов эукариот. Почти во всех генов, которые транскрибируются РНК-полимеразы II, была обнаружена последовательность TATAAA в положении 25-30 нуклеотидов до точки начала транскрипции. TATA-бокс также был обнаружен в Saccharomyces cerevisiae, однако в положении -40 — -120.

С развитием методов трансфекции и in vitro транскрипции удалось установить, что мутации в этой последовательности обычно приводят к уменьшению или полной исчезновения активности промотора. В тех случаях, когда активность оставалась, обычно наблюдалось смещение точки начала транскрипции.

Распространение

Первые представления о том, что TATA-бокс может быть строго консервативной последовательностью, необходимой для инициации транскрипции во всех эукариот, не нашли подтверждения, поскольку было обнаружено много генов лишенных его. Различные анализы генома дрозофилы показали, что консенсусной последовательность TATAAA или последовательность с изменением одного нуклеотида содержат от 33% до 43% промоторов. У человека 32% с 1031 потенциального промотора содержали TATA-бокс.

По крайней мере в некоторых генах ТАТА-бокс был обнаружен во всех исследованных животных, растений и грибов, а также многих архей. Лишенные такой последовательности некоторые древние паразитические простейшие.

Функционирование

Консенсус последовательность TATA-бокса: 5′-ТАТА (А / T) А (А / T) -3 «. Он распознается белком TBP (англ. TATA-binding protein), который входит в состав общего фактора транскрипции TFIID (транскрипционный фактор D для РНК-полимеразы II). Кроме TBP TFIID содержит также около TBP-ассоциированных факторов (англ. TBP-associated factors, TAFs).

TBP — один из древнейших и важнейших транскприпцийних факторов, он очень мало изменился в течение эволюции. ДНК-связывающая участок этого белка имеет форму седла, каждая половина представлена ​​5-цепной антипараллельно β-структурой. Восемь из десяти β-цепей благодаря гидрофобным взаимодействиям связываются с малым желобком двойной спирали ДНК. Присоединение TBP к ДНК вызывает ее деформацию и изгиб, что способствует различию двух ее цепей. Различие также облегчается тем, что TATA-бокс почти всегда состоит только из пар нуклеотдиив А-Т, между которыми образуется только два водородные связи, в противовес Г-Ц парам, азотистые основания в которых соединены тремя связями. Деформация ДНК и различия ее цепей служит «пометкой» активного промотора и способствует присоединению других факторов транскрипции.

Коробка ТАТА — TATA box

В молекулярной биологии , то ТАТА — бокс (также называется окно Голдберг-Hogness ) представляет собой последовательность из ДНК найден в основной области промотора из генов в архей и эукариот . Бактериальный гомолог ТАТА называется окно Pribnow , который имеет более короткую последовательность консенсуса .

Блок TATA считается некодирующей последовательностью ДНК (также известной как цис-регуляторный элемент ). Это было названо «ТАТА окно» , поскольку она содержит консенсусную последовательность характеризуется повторением Т и пар оснований . Неясно, как возник термин «ящик». В 1980-х годах при исследовании нуклеотидных последовательностей в локусах генома мыши была обнаружена последовательность Hogness box, которая «заключена в рамку» в положении -31. Когда сравнивали консенсусные и альтернативные нуклеотиды , исследователи «заключили» гомологичные области. Объединение последовательностей проливает свет на происхождение термина «ящик».

ТАТА-бокс был впервые идентифицирован в 1978 году как компонент эукариотических промоторов. Транскрипция инициируется в ТАТА-боксе в ТАТА-содержащих генах. ТАТА-бокс является сайтом связывания ТАТА-связывающего белка (ТВР) и других факторов транскрипции в некоторых эукариотических генах. Транскрипция гена РНК-полимеразой II зависит от регуляции основного промотора с помощью регуляторных элементов дальнего действия, таких как энхансеры и сайленсеры. Без надлежащей регуляции транскрипции эукариотические организмы не смогли бы должным образом реагировать на окружающую среду.

В зависимости от последовательности и механизма инициации ТАТА-бокса мутации, такие как вставки , делеции и точечные мутации в этой согласованной последовательности, могут приводить к фенотипическим изменениям. Эти фенотипические изменения могут затем превратиться в фенотип заболевания . Некоторые заболевания, связанные с мутациями в блоке TATA, включают рак желудка , спиноцеребеллярную атаксию , болезнь Хантингтона , слепоту , β-талассемию , иммуносупрессию , синдром Гилберта и ВИЧ-1 . TATA-связывающий белок (TBP) также может быть мишенью для вирусов как средство вирусной транскрипции.

Содержание

История

Открытие

ТАТА-бокс был первым мотивом промотора ядра эукариот, который был идентифицирован в 1978 году американским биохимиком Дэвидом Хогнессом, когда он и его аспирант Майкл Голдберг находились в творческом отпуске в Базельском университете в Швейцарии. Они впервые обнаружили последовательность TATA при анализе 5′- промоторных последовательностей ДНК в генах дрозофилы , млекопитающих и вирусов . ТАТА-бокс был обнаружен в генах, кодирующих белок, транскрибируемых РНК-полимеразой II .

Эволюционная история

Большинство исследований ТАТА-бокса проводилось на геномах дрожжей, человека и дрозофилы , однако аналогичные элементы были обнаружены у архей и древних эукариот . У видов архей промотор содержит последовательность 8 п.н., богатую АТ, расположенную на

24 п.н. выше сайта начала транскрипции. Эта последовательность первоначально называлась Box A, которая, как теперь известно, является последовательностью, которая взаимодействует с гомологом архейного ТАТА-связывающего белка (ТВР). Кроме того, несмотря на то, что некоторые исследования выявили несколько сходств, есть и другие, в которых обнаружены заметные различия между ТВР архей и эукариот. Белок архей демонстрирует большую симметрию в своей первичной последовательности и в распределении электростатического заряда, что важно, потому что более высокая симметрия снижает способность белка связывать ТАТА-бокс полярным образом.

Несмотря на то, что бокс ТАТА присутствует во многих эукариотических промоторах, важно отметить, что он не содержится в большинстве промоторов. Одно исследование показало, что менее 30% из 1031 потенциальных промоторных областей содержат предполагаемый мотив ТАТА-бокса у людей. У Drosophila менее 40% из 205 ядерных промоторов содержат ТАТА-бокс. Когда TATA-бокс отсутствует и TBP отсутствует, нижележащий промоторный элемент (DPE) во взаимодействии с инициаторным элементом (Inr) связывается с фактором транскрипции II D ( TFIID ), инициируя транскрипцию в промоторах без TATA. DPE был идентифицирован в трех промоторах Drosophila без ТАТА и в промоторе IRF-1 человека без ТАТА .

Особенности

Расположение

Последовательности промоторов различаются у бактерий и эукариот . У эукариот ТАТА-бокс расположен на 25 пар оснований выше стартового сайта, который Rpb4 / Rbp7 используют для инициации транскрипции . У многоклеточных животных ТАТА-бокс расположен на 30 пар оснований выше сайта начала транскрипции. В дрожжах S. cerevisiae блок ТАТА имеет переменное положение, которое может находиться в диапазоне от 40 до 100 п.н. перед стартовым сайтом. ТАТА-бокс также обнаружен в 40% основных промоторов генов, которые кодируют актиновый цитоскелет и сократительный аппарат клеток.

Тип корового промотора влияет на уровень транскрипции и экспрессии гена . TATA-связывающий белок (TBP) может быть задействован двумя способами: с помощью SAGA, кофактора РНК-полимеразы II , или с помощью TFIID . Когда промоторы используют комплекс боксов SAGA / TATA для рекрутирования РНК-полимеразы II, они более строго регулируются и демонстрируют более высокие уровни экспрессии, чем промоторы, использующие режим рекрутирования TFIID / TBP.

Аналогичные последовательности

У бактерий промоторные области могут содержать бокс Pribnow , который служит той же цели, что и эукариотический TATA-бокс. Коробка Pribnow имеет область 6 п.н. с центром вокруг положения -10 и последовательность 8-12 п.н. вокруг области -35, которые оба являются консервативными.

Окно СААТ (также КПП коробка) представляет собой область нуклеотидов со следующей консенсусной последовательностью: 5′ GGCCAATCT 3′ . CAAT-бокс расположен примерно на 75-80 оснований перед сайтом инициации транскрипции и примерно на 150 оснований перед TATA-боксом. Он связывает факторы транскрипции (CAAT TF или CTF) и тем самым стабилизирует близлежащий преинициативный комплекс для более легкого связывания РНК-полимераз . CAAT-боксы редко встречаются в генах, которые экспрессируют белки, повсеместно присутствующие во всех типах клеток.

Структура

Последовательность и распространенность

ТАТА-бокс является компонентом основного промотора эукариот и обычно содержит консенсусную последовательность 5′-ТАТА (А / Т) А (А / Т) -3 ‘. В случае дрожжей, например, одно исследование показало, что различные геномы Saccharomyces имеют консенсусную последовательность 5′-TATA (A / T) A (A / T) (A / G) -3 ‘, но только около 20% генов дрожжей даже содержит последовательность TATA. Точно так же у людей только 24% генов имеют промоторные области, содержащие ТАТА-бокс. Гены, содержащие ТАТА-бокс, как правило, участвуют в стрессовых реакциях и определенных типах метаболизма и более строго регулируются по сравнению с генами без ТАТА. Как правило, гены, содержащие ТАТА, не участвуют в основных клеточных функциях, таких как рост клеток , репликация ДНК , транскрипция и трансляция, из-за их строго регулируемой природы.

ТАТА-бокс обычно расположен на 25-35 пар оснований перед сайтом начала транскрипции. Гены, содержащие ТАТА-бокс, обычно требуют дополнительных промоторных элементов, включая сайт инициатора, расположенный прямо перед сайтом начала транскрипции, и нижележащий основной элемент (DCE). Эти дополнительные промоторные области работают вместе с ТАТА-боксом для регулирования инициации транскрипции у эукариот.

Функция

Роль в инициации транскрипции

ТАТА-бокс — это сайт образования преинициативного комплекса , который является первым шагом в инициации транскрипции у эукариот. Формирование преинициативного комплекса начинается, когда мультисубъединичный фактор транскрипции II D ( TFIID ) связывается с ТАТА-боксом на своей субъединице ТАТА-связывающего белка (ТВР) . ТВР связывается с малой бороздкой ТАТА-бокса через область антипараллельных β-листов в белке. Три типа молекулярных взаимодействий способствуют связыванию ТВР с ТАТА-боксом:

1. Четыре остатка фенилаланина (Phe57, Phe74, Phe148, Phe 165) на ТВР связываются с ДНК и образуют изломы в ДНК, заставляя малую бороздку ДНК открываться.
2. Четыре водородные связи образуются между полярными боковыми цепями на аминокислоте TBP (Asn27, Asn117, Thr82, Thr173) (и основаниями в малой бороздке .
3. Между остатками ТВР (особенно Ile152 и Leu163) и основаниями ДНК , включая силы Ван-дер-Ваальса, образуются многочисленные гидрофобные взаимодействия (

Кроме того, связыванию TBP способствует стабилизация взаимодействий с ДНК, фланкирующей TATA-бокс, который состоит из последовательностей, богатых GC. Эти вторичные взаимодействия вызывают изгиб ДНК и спиральное раскручивание. Степень изгиба ДНК зависит от вида и последовательности. Например, в одном исследовании использовалась последовательность промотора ТАТА аденовируса (5′-CGC TATAAAAG GGC-3 ‘) в качестве последовательности связывания модели и было обнаружено, что связывание ТВР человека с ТАТА-боксом вызывает изгиб на 97 ° в сторону большой бороздки, в то время как дрожжевой ТВР белок вызывал только изгиб 82 °. Рентгеноструктурные исследования комплексов TBP / TATA-box в целом согласны с тем, что ДНК изгибается на

80 ° в процессе связывания TBP.

Конформационные изменения, вызванные связыванием ТВР с ТАТА-боксом, позволяют дополнительным факторам транскрипции и РНК-полимеразе II связываться с промоторной областью. TFIID сначала связывается с блоком TATA, чему способствует связывание TFIIA с восходящей частью комплекса TFIID . Затем TFIIB связывается с комплексом TFIID- TFIIA- ДНК посредством взаимодействий как перед, так и после блока TATA. Затем РНК-полимераза II рекрутируется в этот мультибелковый комплекс с помощью TFIIF . Затем связываются дополнительные факторы транскрипции, сначала TFIIE, а затем TFIIH . Это завершает сборку преинициативного комплекса для транскрипции эукариот. Обычно ТАТА-бокс находится в промоторных областях РНК-полимеразы II, хотя некоторые исследования in vitro показали, что РНК-полимераза III может распознавать последовательности ТАТА.

Этот кластер РНК-полимеразы II и различных факторов транскрипции известен как базальный транскрипционный комплекс (BTC). В этом состоянии он дает только низкий уровень транскрипции. Другие факторы должны стимулировать BTC для повышения уровня транскрипции. Одним из таких примеров стимулирующего BTC участка ДНК является СААТ-бокс . Дополнительные факторы, включая комплекс медиатора , белки, регулирующие транскрипцию, и ферменты, модифицирующие нуклеосомы, также усиливают транскрипцию in vivo .

Взаимодействия

В конкретных типах клеток или на специфические промоторы ТБФ может быть заменен одним из нескольких факторов ТБФ-связанных (TRF1 в Drosophila , TBPL1 / TRF2 в многоклеточных , TBPL2 / TRF3 в позвоночных животных ), некоторые из которых взаимодействуют с ТАТА — блок похож на ТБФ . Взаимодействие TATA коробка с различными активаторами или репрессоров может влиять на транскрипцию из генов во многих отношениях. Энхансеры — это регуляторные элементы дальнего действия, которые увеличивают активность промотора, в то время как сайленсеры подавляют активность промотора.

Мутации

Мутации в блоке TATA могут варьироваться от делеции или вставки до точечной мутации с различными эффектами в зависимости от мутировавшего гена. Эти мутации изменить связывание ТАТА-связывающего белка (ТБФ) для транскрипции инициации. Таким образом, происходит изменение фенотипа, основанное на гене, который не экспрессируется (рис. 3).

Вставки или удаления

В одном из первых исследований мутаций ТАТА-бокса изучалась последовательность ДНК из Agrobacterium tumefaciens для гена цитокинина октопинового типа . Этот специфический ген имеет три ТАТА-бокса. Фенотип изменение наблюдается только тогда , когда все три TATA коробки были удалены. Вставки дополнительных пар оснований между последним ТАТОМ коробкой и сайтом инициации транскрипции привела к смещению стартового сайта; таким образом, что приводит к фенотипическому изменению. Из этого первоначального исследования мутаций можно увидеть изменение транскрипции, когда нет ТАТА-бокса, способствующего транскрипции, но транскрипция гена будет происходить при вставке в последовательность. На природу полученного фенотипа может повлиять вставка .

Мутации в промоторах кукурузы влияют на экспрессию промоторных генов специфическим для органов растения образом. Дублирование из коробки ТАТА приводит к значительному снижению ферментативной активности в щитке и корнях , в результате чего пыльцы ферментативных уровней без изменений. Удаления из коробки ТАТА приводит к небольшому снижению ферментативной активности в щитке и корнях , но большое снижение ферментативных уровней в пыльце .

Точечные мутации

Точечные мутации в блоке TATA имеют похожие различные фенотипические изменения в зависимости от затронутого гена. Исследования также показывают, что размещение мутации в последовательности ТАТА-бокса препятствует связыванию ТВР . Например, мутация из TATAAAA в CATAAAA действительно полностью препятствует связыванию в достаточной степени, чтобы изменить транскрипцию , соседние последовательности могут повлиять, если есть изменение или нет. Однако в клетках HeLa можно увидеть изменение с TATAAAA на TATACAA, что приводит к 20-кратному снижению транскрипции . Некоторые заболевания, которые могут быть вызваны этой недостаточностью транскрипцией специфических генов : талассемия , рак легких , хроническая гемолитическая анемия , иммуносупрессия , гемофилия B Лейдена , тромбофлебит и инфаркт миокарда .

Савинкова и др. написал моделирование для прогнозирования значения K _D для выбранной последовательности блоков TATA и TBP . Это можно использовать для прямого прогнозирования фенотипических признаков, возникающих в результате выбранной мутации, на основе того, насколько сильно TBP связывается с боксом TATA.

Болезни

Мутации в области бокса ТАТА влияют на связывание ТАТА-связывающего белка (ТВР) для инициации транскрипции, что может вызвать у носителей фенотип заболевания .

Рак желудка коррелирует с полиморфизмом ТАТА-бокса . ТАТА-бокс имеет сайт связывания фактора транскрипции гена PG2. Этот ген производит PG2 сыворотку, которая используется в качестве биомаркера для опухолей при раке желудка. Более длинные последовательности ТАТА-бокса коррелируют с более высокими уровнями PG2 в сыворотке, что указывает на состояние рака желудка. Носители с более короткими последовательностями ТАТА-бокса могут продуцировать более низкие уровни PG2 в сыворотке.

Некоторые нейродегенеративные расстройства связаны с мутациями ТАТА-бокса. Выделены два расстройства: спиноцеребеллярная атаксия и болезнь Хантингтона . При спиноцеребеллярной атаксии фенотип заболевания вызван экспансией полиглутаминового повтора в TATA-связывающем белке (TBP) . Накопление этих клеток полиглутамин-ТВР будет происходить, как показывают белковые агрегаты в срезах мозга пациентов, что приводит к потере нейронных клеток .

Слепота может быть вызвана чрезмерным образованием катаракты, когда на ТАТА-бокс нацелены микроРНК для повышения уровня генов окислительного стресса. МикроРНК могут нацеливаться на 3′-нетранслируемую область и связываться с ТАТА-боксом для активации транскрипции генов, связанных с окислительным стрессом.

SNP в TATA-боксах связаны с B-талассемией , иммуносупрессией и другими неврологическими расстройствами . SNP дестабилизируют комплекс TBP / TATA, что значительно снижает скорость связывания TATA-связывающих белков (TBP) с боксом TATA. Это приводит к снижению уровня транскрипции, что влияет на тяжесть заболевания. Результаты исследований пока показали взаимодействие in vitro, но результаты могут быть сопоставимы с результатами in vivo.

Синдром Жильбера коррелирует с UTG1A1 ТАТА бокс полиморфизма . Это создает риск развития желтухи у новорожденных.

МикроРНК также играют роль в репликации вирусов, таких как ВИЧ-1 . Было обнаружено, что новая микроРНК, кодируемая ВИЧ-1, усиливает продукцию вируса, а также активирует латентный период ВИЧ-1, воздействуя на область бокса ТАТА.

Клиническое значение

Технологии

Многие исследования до сих пор проводились in vitro , обеспечивая только предсказание того, что может произойти, а не представление того, что происходит в клетках в реальном времени . Недавние исследования в 2016 году были проведены, чтобы продемонстрировать ТАТА-связывающую активность in vivo . Основные промоторы -специфических механизмы инициации транскрипции канонический ТВФ / TFIID-зависимый базальная транскрипция техника недавно была зарегистрирована в естественных условиях , показывающий активацию SRF -зависимого выше по потоку активирующей последовательности (UAS) из человеческого гена ACTB , участвующий в ТАТЕ-связывающий.

Лечение рака

Фармацевтические компании на протяжении многих лет разрабатывают лекарственные препараты для лечения рака, нацеленные на ДНК традиционными методами, и доказали свою эффективность. Однако токсичность этих препаратов подтолкнула ученых к изучению других процессов, связанных с ДНК, на которые можно было бы воздействовать. В последние годы были предприняты коллективные усилия по поиску специфичных для рака молекулярных мишеней, таких как комплексы белок-ДНК, которые включают мотив связывания ТАТА. Соединения, которые захватывают промежуточный белок-ДНК, могут стать токсичными для клетки, как только они столкнутся с обработкой ДНК . Примеры лекарств, которые содержат такие соединения, включают топотекан , SN-38 ( топоизомераза I ), доксорубицин и митоксантрон ( топоизомераза II ). Цисплатин представляет собой соединение , которое связывается ковалентно с соседними гуанинами в большой бороздке из ДНК , что искажает ДНК , чтобы обеспечить доступ ДНК-связывающих белков в малой бороздке . Это дестабилизирует взаимодействие между ТАТА-связывающим белком (ТВР) и ТАТА-боксом. Конечным результатом является иммобилизация ТАТА-связывающего белка (ТВР) на ДНК для подавления инициации транскрипции .

Генная инженерия

Модификация коробки ТАТА

Эволюционные изменения подтолкнули растения к адаптации к меняющимся условиям окружающей среды. В истории на Земле , развитие аэробной земной атмосферы привело к железу дефицита в растениях. По сравнению с другими представителями того же вида Malus baccata var. xiaojinensis имеет ТАТА — бокс , вставленный в промоторном выше по потоку от железа регулируется переносчик 1 (Irt1) промотора . В результате уровни активности промотора повышаются, повышается активность TFIID и , как следствие, инициация транскрипции , что приводит к более железоэффективному фенотипу.