MAR / SAR-послідовності: характеристики.

Порівняльний аналіз нуклеотидних послідовностей ряду MAR-елементів не виявив якогось жорсткого консенсусу [Mielke ea 1990]. У той же час, було відзначено, що більшість вивчених MAR-елементів є АТ-багатими послідовностями, для яких характерна присутність (АТ) і АТАТТТ-мотивів [Cockerill ea 1986].
Іншим характерним властивістю цих геномних елементів є присутність великої кількості А-і Т-блоків, внаслідок чого більшість MAR-елементів має вузьку малу борозенку [Kas ea 1989]. Боде і співавт. [Bode ea 1992] ідентифікували особливий клас MAR-елементів зі збалансованим нуклеотидним складом. Було відзначено, що вони є місцями кращою інтеграції ретровірусів в клітинний геном [Bode ea 1992].
В даний час не викликає сумніву та обставина, що MAR-елементи ідентичні так званим SAR (Scaffold Association Regions).
В огляді М.В. Глазкова (1995 р.) виділені наступні узагальнені характеристики MAR / SAR-послідовностей: довжина MAR / SAR-послідовностей складає 300-1000 п.о.; всі вони містять численні сайти ДНК-білкового взаємодії і збагачені AT-парами; MAR/SAR- послідовності мають здатність оборотно зв’язуватися з ядерною матриксом метафазних хромосом і локалізовані виключно в некодирующих послідовностях геному, головним чином в нетранскрібіруемих ділянках, рідше в інтрони; відстань між двома сусідніми MAR / SAR-послідовностями становить 3-112 т.п.о., і вони фланкируют один або кілька експресуються генів, для яких характерна підвищена чутливість до нуклеаз через деконденсірованного стану їх хроматину; деякі MAR/SAR- послідовності виявлені поруч з енхансероподобнимі регуляторними елементами. Ці послідовності можуть бути потенційними сайтами ініціації реплікації і містити в своєму складі велику кількість сайтів для різних факторів транскрипції; MAR / SAR-послідовності іноді сусідять з послідовностями, здатними утворювати Z-або H-форми ДНК, і в таких випадках вони визначаються як сайти з підвищеною чутливістю до ДНКази I.
Однією з основних функцій MAR / SAR-послідовностей може бути просторове розмежування функціональних доменів хроматину в інтерфазних ядрах еукаріотів, необхідне для ефективної та незалежної експресії генів, що знаходяться в цих доменах. Будучи одними з ключових цис-діючих генетичних регуляторних елементів хромосом еукаріот, MAR/SAR- послідовності здійснюють глобальний контроль змін структури хроматину та пов’язаних з ними модуляцій експресії генів на рівні транскрипції. Вважається, що ці послідовності забезпечують підтримку функціональної структури хромосом в інтерфазних ядрах та залучені у процес їх конденсації при формуванні метафазних хромосом під час мітозу.
Модель структури метафазних хромосоми К.М. Харта і У.К. Леммлі (1998 р.) підкреслює, що SAR-послідовності, просторово примикаючи один до одного, утворюють вісь хроматиди, від якої в різні боки відходять петлі хроматину, що формують тіло метафазних хромосоми. Однак ще залишається довести, чи є MAR / SAR-послідовності місцями специфічного прикріплення білкових комплексів, що включають, наприклад, білок конденсін, які необхідні для конденсації хроматину.
Більшість MARs присутні в гені в єдиній копії (можливе виключення – MAR-елементи гена бета-інтерферону). Для деяких MARs характерно відносно високий вміст А-Т пар (Cockerill PN and Garrard WT, 1986, Phi-Van and Stratling WH, 1988). Але А-Т-обогащенность сама по собі ще не визначає приналежність даних послідовностей до MAR-елементам, так як послідовності, що оточують їх можуть бути так само збагачені А-Т парами, як і самі MARs (Cockerill PN and Garrard WT, 1986, Phi -Van and Stratling WH, 1988).
Деякі MARs містять А-і Т-збагачені райони (т.зв. А-і Т-бокси). Але регіони, фланкуючі MARs, так само можуть містити такі бокси (Cockerill PN and Garrard WT, 1986, Phi-Van and Stratling WH, 1988).
Так як різні MARs володіють подібними властивостями, вони повинні містити або дуже схожі (можливо короткі) послідовності, або послідовності з дуже схожою просторовою структурою. Різні MARs не виявляють між собою високої гомології, тому швидше за все впізнавання матриксу MAR-елементом визначається не специфічною послідовністю, а специфічною структурою, реализующейся кількома різними послідовностями. Прецедентом може служити альфа-протеїн, що відноситься до групи білків високої рухливості і розпізнає конфігурацію мінорного жолобка альфа-сателітної ДНК (Solomon MJ ea, 1986).
У деяких MARs, таких як, MAR-елементи гістонових генів дрозофіли, алкогольдегідрогеназного гена, Sgs-4 гена, гена БТШ-70, послідовності, схожі на консенсусну послідовність впізнавання – розщеплення топоізомерази-2 (GTN (A / T) A (T / C) ATTNATNN (G / A)), зібрані в кластери (Cockerill PN ea, 1987). В інших випадках подібні послідовності не зібрані в кластери в MARs (Phi-Van and Stratling WH, 1988). Можливо, що сайти впізнавання топоізомерази-2 визначають ступінь суперскручіванія петльових доменів (Cockerill PN ea, 1987), але потрібно зазначити, що ці сайти локалізовані і всередині петель, необов’язково в MAR-елементах. Було показано, що при зв’язуванні даного елемента з матриксом, у присутності інших MARs йде конкуреція за зв’язування між MARs (Phi-Van and Stratling WH, 1988, Izaurralde E. ea, 1989).
Комп’ютерний аналіз MARs в генах К-імуноглобуліну миші і кролика і на інших об’єктах виявили періодично повторювані послідовності, здатні утворювати вигини ДНК (Anderson JM, 1986).
Найкраще вивчено MAR-елемент, локалізований в Н1-Н3 спейсера гістонових генів дрозофіли, він складається з двох зв’язуються з матриксом доменів величиною близько 200 п. о. (Phi-Van and Stratling W.H., 1988).
MARs генів важких ланцюгів імуноглобуліну, що фланкують енхансери, займають приблизно 406-350 п.о. (Cockerill PN ea, 1987, Cockerill PN and Garrard WT, 1986).
Інші MARs більше, і містять множинні сайти зв’язування з матриксом (Cockerill PN ea, 1987, Cockerill PN and Garrard WT, 1986).
Нещодавно було показано, що MARs містять не тільки А-Т багаті райони, але і Т-G багаті і потенційну Z-ДНК (Anderson JM, 1986). Слід зазначити, що людські теломери також асоційовані з ядерним матриксом через GC багаті ділянки (Titia de Lange, 1992).

Comments are closed.