Кіріспе

Молекулалық биологияда CCAAT қорабы (кейде CAAT қорабы немесе CAT қорабы деп қысқартылады) – бастапқы транскрипция орнынан 60–100 негіз жоғарырақ орналасқан GGCCAATCT консенсус тізбегі бар нуклеотидтердің ерекше үлгісі. CAAT қорабы РНК транскрипция факторының байланысу орнын көрсетеді және әдетте сақталған консенсус тізбегімен бірге келеді. Бұл көптеген эукариоттық промоторларда транскрипция басталуынан шамамен минус 70 негіз жұбы қашықтықтағы өзгермейтін ДНК тізбегі болып табылады. Бұл элементі бар гендер, геннің жеткілікті мөлшерде транскрипциялануы үшін оған қажеттілік сезінеді. Барлық жасушаларда қолданылатын ақуыздарды кодтайтын гендерде ол жиі кездеспейді. Бұл қорап GC қорабымен бірге жалпы транскрипция факторларын байланыстырумен белгілі. Бұл консенсус тізбектерінің екеуі де реттеуші промоторға жатады. Реттеуші промотордың әрбір модуліне транскрипция активаторларының ақуыздары байланысқанда гендердің толық экспрессиясы жүзеге асады. CCAAT қорабын белсендіру үшін белоктың нақты байланысуы қажет. Бұл ақуыздар CCAAT қорабымен байланысатын ақуыздар/CCAAT қорабымен байланысатын факторлар деп аталады. CCAAT қорабы эукариоттық кодтау аймақтарының алдында жиі кездеседі, бірақ прокариоттарда табылмайды.

Консенсус реті

Үлгілік тізбектің транскрипция бағытында консенсустық тізбек немесе ең көп кездесетін қалдықтардың есептелген реті CAAT қорабы үшін 3' TG ATTGG (T/C)(T/C)(A/G) 5' болды. Сыныптардың қолданылуы негіздердің кез келгенінің болуын білдіреді, бірақ олардың салыстырмалы жиілігі көрсетілмейді. Мысалы, "(T/C)" тимин немесе цитозиннің басымдықпен таңдалуын білдіреді. Метазоалар (жануарлар әлемі) ішіндегі ядролық байланыстыру факторының (CBF) ДНК кешені CCAAT байланыстыру мотивінде және осы пентамерлік мотивтің жанындағы тізбектерде жоғары деңгейде сақталады. Өсімдіктердегі CCAAT мотиві (экспериментте шпинат қолданылған) метазоалардан сәл өзгеше, себебі ол CAAT байланыстыру мотиві болып табылады; промоторда пентамерлік мотивтің екі C қалдығының бірі жоқ, ал екінші C-нің жасанды түрде қосылуы байланыстыру белсенділігіне елеулі әсер етпейді. Кейбір тізбектерде CAAT қорабы мүлдем болмайды. Сонымен қатар, өсімдіктердегі жақын орналасқан нуклеотидтер Bi және авторлар анықтаған жоғарыдағы консенсустық тізбекке сәйкес келмейді.

Негізгі промоутер

CAAT қорабы – ядролық промотор, сондай-ақ базалық промотор немесе жай ғана промотор деп аталады, ол белгілі бір геннің транскрипциясын бастайтын ДНК аймағы. Бұл аймақ, әсіресе CAAT қорабы үшін, бастапқы транскрипция орнынан немесе эукариоттық геннен, онда транскрипцияны бастамас бұрын жалпы транскрипциялық факторлардың кешені РНК полимераза II-мен байланысады, кемінде 27 негіз жұпқа қашықтықта орналасқан. Транскрипция үшін бұл негізгі байланыс факторларының (сонымен қатар ядролық фактор Y немесе NF Y деп аталады) CCAAT мотивіне байланысуы өте маңызды. Көптеген зертханаларда жүргізілген эксперименттер CBF-пен байланысуды жоғалтуға әкелетін CCAAT мотивіндегі мутациялар осы промоторларда транскрипциялық белсенділікті төмендетеді, бұл CBF CCAAT кешендері оптималды транскрипциялық белсенділік үшін маңызды екенін көрсетеді. Бұл 27 кездейсоқ нуклеотидті қамтитын олигонуклеотидті тізбекті (R1) қолдану арқылы көрсетілді, оның әр жағында 20 нуклеотидті тізбекпен қоршалған. ATTGG мотивінің (комплементарлық тізбектегі CCAAT) екі жағындағы әрбір клонда бірде-бір нуклеотид таңдалмаған болса да, жоғары жиілікпен таңдалған позицияларда бірнеше нуклеотидтер болды. Жоғарыда көрсетілген тізбекте ең маңыздысы – ATTGG-ның 5' ұшындағы G қалдығы. Тізімделген басқа қалдықтар да елеулі болды, бірақ екі қалдық арасында айырмашылық бар. Бұл тәжірибеде ATTGG ядросы бар және 12 5' кездейсоқ нуклеотидтер мен 10 3' кездейсоқ нуклеотидтермен қоршалған басқа олигонуклеотидті (R2) пайдаланғанда да жоғарыда көрсетілгендей бірдей тізбек пайда болды. Бұл екі тізбек де өте ұқсас және бірнеше эксперименттерде расталды. ATTGG мотивін 5' ұшында екі аденин қалдығы (AA) және 3' ұшында G(A/G) тізбектерімен шектегенде, CBF ДНК кешенінің қалыптасуы тежелген сияқты және кейіннен промотор тізбектерінің тек 1%-ында ғана пайда болды.

Өсімдіктердегі КҚАА

Бұл негізгі байланыстырушы факторлар немесе ядролық факторлар (NF Y) үш суббірліктен тұрады – NF YA, NF YB және NF YC. Жануарларда әр NF Y суббірлігі бір генмен кодталса, өсімдіктерде олардың құрылымы мен функциясы әртараптанды. NF Y отбасылары бір суббірлік бойынша сегізден 39 мүшеге дейін құрайды. Бұл әртараптандырудың басты себебі гендердің дупликациялануы және тандемді дупликациялануы болып табылады, бұл жануарлардың бір генмен кодталған ядролық факторларымен салыстырғанда NF Y отбасыларының көлемін ұлғайтуға көмектесті. Әрбір суббірлік эволюциялық тұрғыдан сақталған бөлікті қамтиды – NF YA-ның C терминалы, NF YB-ның орталық бөлігі және NF YC-нің N терминалы, олардың 70% -ден астамы түрлер арасында сақталған. Дегенмен, жақын орналасқан аймақтар көбінесе сақталмайды. Мысалы, май клеткаларында (адипоциттерде) бұл тышқандармен жүргізілген түрлі тәжірибелерде көрсетілді: осы C/EBP-лердің (C/EBPα және C/EBPβ) эктопиялық экспрессиясы клетканың дифференциациялану бағдарламаларын, тіпті адипогендік гормондардың болмауында да, немесе преадипоциттердің адипоциттерге (немесе май клеткаларына) дифференциациялануын бастауға қабілетті болды. Сонымен қатар, осы C/EBP-лердің (әсіресе C/EBPδ) көп болуы үдемелі жауапқа алып келеді. Сонымен қатар, C/EBP жетіспейтін клеткаларда немесе C/EBP жетіспейтін тышқандарда екеуі де адипогенез процесін жүзеге асыра алмайды. Бұл тышқандардың гипогликемиядан немесе май тініндегі липидтердің жиналуының төмендеуінен өлуіне әкеледі. C/EBP-лер C-терминалында жалпы негізгі лейцин зиппері (bZIP) доменін ұстайды және басқа C/EBP-лермен немесе басқа транскрипция факторларымен димерлер құра алады. Бұл димеризация C/EBP-лерге ДНҚ-ның үлкен ойысындағы палиндромдық тізбек арқылы ДНҚ-ға ерекше байланысуға мүмкіндік береді. Олар гормондар, митогендер, цитокиндер, қоректік заттар және басқа да факторлар сияқты әртүрлі механизмдер арқылы реттеледі.