четырех типов а, ft, ft', а и содержащий связанные ионы Zn2+. Состав олигомера описывается следующей формулой: а2, ft, ft'} а. Молекулярные веса а-, а-, ft- и р'-субъединиц равны соответственно 39 000, 86 000, 155 000 и 165 000. Субъединица а играет особую роль в инициировании транскрипции. Она необходима для правильного выбора промоторных участков и начала синтеза, но после того как синтез РНК уже начался, для элонгации цепи РНК она больше не нужна. В эукариотических клетках обнаружено по меньшей мере три различных класса РНК-полимераз. Полимераза I (или А) обнаружена в ядрышке; она транскрибирует, вероятно, гены пре-рРНК (разд. Б, 3). Полимеразы II (или В) и III (или С) были обнаружены в нуклеоплаз-ме. Согласно имеющимся данным, ферменты типа II транскрибируют большую часть генов, тогда как ферменты типа III транскрибируют гены транспортных РНК. Подобно полимеразе бактерий, РНК-полимеразы эукариотических клеток имеют сложное олигомерное строение [53, 53а].

а. Инициация транскрипции

Согласно современным представлениям о процессе инициации, РНК-полимераза многократно связывается с ДНК в случайных местах и отщепляется от нее до тех пор, пока она не свяжется с промоторным участком. При этом считается, что фермент «узнает» промотор, специфически взаимодействуя с основаниями (большой бороздки спирали ДНК (рис. 2-23). Согласно расчетам, для возникновения уникальной последовательности, «узнающей» РНК'ПОЛимйразу, необходимо вполне определенное сочетание приблизительно 12 пар оснований, случайное появление которого в хромосоме Е. coli маловероятно [40].

Исходный специфический комплекс полимераза — промотор называют закрытым комплексом, так как считается, что основания в цепи-ДНК остаются все еще спаренными. Постулируется, что закрытый, комплекс находится в равновесии с открытым комплексом, готовым к началу синтеза мРНК; переход закрытого комплекса сопровождается значительными 'конформационными изменениями [39, 40]. В открытом, комплексе водородные связи между комплементарными основаниям» ДНК-матрицы уже разрушены и основания матрицы доступны для? спаривания с поступающими рибонуклеозидтрифосфатами.

Еще раз вернувшись к рис. 15-4, Л, обратим внимание на последовательность GAAATGTGAAAT (в нижней цепи). В этой последовательности нет участков с локальной симметрией, однако есть дважды повторяющийся пентамер GAAAT. Находясь в центре гипотетичного участка связывания с полимеразой, он может играть роль распознающей области промотора. Асимметричность строения может быть нужна для связывания белка, функция которого состоит в продвижении & определенном направлении. Кроме того, этот участок обогащен* АТ-парами, и, следовательно, спираль раскрывается в этом месте легче, чем в участках, богатых GC-парами (гл. 2, разд. Г, 6). Таким образом, местом присоединения РНК-полимеразы в процессе образования открытого комплекса может служить именно этот участок [39].

Диксон и др. высказали предположение, что более легкое присоединение РНК-полимеразы к прилегающему промоторному участку в. присутствии комплекса САР—сАМР обусловлено, вероятно, тем, что-этот комплекс способствует дестабилизации GC-богатых участков между местами связывания САР и полимеразы [39]. После того как открытый комплекс уже образуется, полимераза должна (как это следует из рис. 15-4) еще передвинуться на небольшое расстояние вдоль цепи ДНК к стартовой точке синтеза мРНКИнициация синтеза цепи РНК начинается реакцией АТР или GTP' со второй молекулой рибонуклеозидтрифосфата {уравнение (15-5)], приводящей к образованию динуклеотида, с 5'-концом которого все еще связан трифосфат.

АТР (GTP) + ХТР v PPt -f pppPupX. (15 -5>

В дальнейшем за счет реакций этого типа нуклеотидные субъединицы присоединяются к З'-концам. Скорость транскрипции составляет при этом приблизительно 50 нуклеотидов в 1 с при 25 °С, что приблизительно в 30 раз ниже скорости репликации ДНКб. Действие антибиотиков

Антибиотик рифамиции, по-видимому, препятствует инициации конкурируя с исходным пуриновым нуклеозид-5'-трифосфатом за место' связывания (дополнение 15-А). В бактериальной клетке та же РНК-полимераза, которая синтезирует мРНК* катализирует также синтез рРНК и тРНК- Таким образом, рифамицин ингибирует в бактериях синтез всех форм РНК. При воздействии на популяцию бактерий этим антибиотиком некоторые особи выживают. У этих устойчивых к рифа-мицину мутантов чувствительность к антибиотику утрачена. Среди резистентных мутантов есть бактерии, продуцирующие РНК-полимера-зу с измененным строением fJ-субъединицы. Поскольку такие мутантные полимеразы ие связывают рифамицина, был сделан вывод, что рифамицин связывается с fJ-субъединицей и что за синтез этой субъединицы отвечает геи устоичайэости к рифамицину гея г пой. шт И* /**г*.лт*№иыА208 Глава 15 '- « »rti тт.ии

на карте — 89 мин; рис. 15-1), который и является геном, кодирующим р-субъединицы РНК-полимеразы.

Ряд других антибиотиков также препятствует транскрипции. Стреп-толидигин ингибирует как инициацию, так и элонгацию цепей Р