MAR / SAR-послідовності: загальні відомості.

Послідовності ДНК, що володіють здатністю зв’язування із ядерним матриксом, виявляють деякі характерні для них функції. Наприклад, вони необхідні для роботи дріжджових автономно реплікується послідовностей (ARS) (Amati BB and Gasser SM, 1988), а також, при введенні на 5’і 3′-кінці генів, інтегрованих в геном еукаріотичних клітин, забезпечують їх незалежну від позиції експресію (Phivan L. ea, 1990). У другому випадку, ймовірно, можна говорити про утворення штучного мінідомена при фланкирования гена двома такими послідовностями. Такі послідовності отримали назву MARs (matrix attachment regiones = MARs = SARs = MAR-elements).
Кокерілл і Гаррард [Cockerill ea 1986, Cockerill ea 1986] показали, що ці послідовності ДНК переважно зв’язується з ізольованим ядерним матриксом у присутності значного надлишку конкурентної ДНК. Зв’язування MAR-елементів з ядерним матриксом не було специфічним у ставленні типу тканини і виду організму, з клітин якого виділений ядерний матрикс [Cockerill ea 1986, Amati ea 1990]. Одні і ті ж MAR-елементи однаково добре зв’язувалися з ядерним матриксом, отриманим з клітин ссавців і нижчих еукаріот (дріжджів). За приблизними оцінками, кількість ділянок зв’язування MAR-елементів становить приблизно 50000 на клітинне ядро. Дослідження їх ведеться починаючи з 1984-го року. Тоді Mirkovitch з співавторами (Mirkovitch J. ea, 1984) повідомили, що тандемної повторювані гени гістонів Drosophila melanogaster пов’язані в ядрі, позбавленому гістонів, з матриксом (scaffold) через специфічний сайт, локалізований усередині фрагмента, що розділяє ген гистона H1 і ген гистона H3 ( Gasser SM, Laemmli UK, 1986). Потім у двох локусах гена теплового шоку hsp70 були знайдені взаємодіють з матриксом сайти, розташовані недалеко від промотора і регуляторних елементів. Після цих повідомлень регіони, які взаємодіють з матриксом, були картіровани для чотирьох інших генів, а також знаходяться в складі 320 т.п.о. району Ace-локусу дрозофіли Laemmli із співробітниками (Gasser SM, Laemmli UK, 1986, Mirkovitch J. ea, 1986). У дрозофіли MAR-елементи знаходяться в нетранскрібіруемих фланкують регіонах і знайдені в більшості (але не у всіх випадках) в одній – двох копіях на 3’і на 5 ‘кінцях генів. Цікаво, що в гені К-імуноглобуліну миші були знайдені два MAR-елемента, розташовані в безпосередній близькості від енхансери (на його 5 ‘і 3’-кінцях) (Cockerill PN ea, 1987). Внутрігенних MAR-елементи були вперше виявлені в чотирьох інтронів районах гена дегідрофолатредуктазу китайського хом’ячка (Kas E. and Chasin LA, 1987) і в другому інтрони гена бета-глобіну людини (Jarman AP and Higgs DR, 1988). З іншого боку, MAR-елементи гена курячого лізоциму локалізовані на відстані 8.86 і 1.3 т.п.о. від транскрібіруемой частини гена, і картіровать на кордонах відповідного геномного домену (Phi-Van and Stratling WH, 1988). Фланкуючі райони гена людського бета-інтерферону містять три дуже великих MAR-елемента, що займають разом приблизно 15 т.п.о. (Bode J. and Maass K., 1988). Вісім MAR-елементів були знайдені в складі бета-глобінових комплексу людини. Два з них локалізовані на кордонах регуляторного домену, і два інших розташовані по краях енхансерного елемента бета-глобінових гена (Jarman AP and Higgs DR, 1988). Але є досить великі райони геному, несодержащіе MAR-елементів, наприклад вони не були знайдені протягом 140 т.п.о. гена альфа-глобіну людини (Jarman AP and Higgs DR, 1988, Razin SV and Vassetzky YS, 1992). Нарешті, MAR-елементи також були знайдені у рослин, наприклад в околицях гена леггемоглобіна сої (Izaurralde E. ea, 1989).
Були зроблені спроби пов’язати локалізацію MAR/SAR- послідовностей на ДНК з функціональною активністю хроматину. Дослідження петельной структури хроматину в ядрах дрозофіли показало, що ці послідовності часто розташовуються в околицях генів, транскрібіруемих РНК-полімеразою II, і фланкують ділянки хроматину, що містять одну або кілька транскрипційних одиниць. З’ясувалося, що активно транскрібіруемие гени організовані в петлі невеликого розміру (близько 10 т.п.о.), тоді як “мовчазні” гени знаходяться переважно в складі більш великих петель, які містять кілька транскрипційних одиниць і, в свою чергу, утворюють додаткові петлі у вигляді розеток.

Як правило, MAR / SAR-послідовності фланкують гени, проте в ряді випадків їх виявляють і всередині генів, але в складі інтронів. Виділено та охарактеризовано кілька десятків MAR / SAR-послідовностей з генома дрозофіли та інших організмів.

Comments are closed.