Транскрипция дрожжевой митохондриальной днк

В митохондриальном геноме дрожжей выявляется 19−20 сайтов инициации транскрипции, все они начинаются высококонсервативной 9-членной последовательностью 5'-ATATAAGTA-3', З'-нуклеотид которой является 5'-началом мРНК.

Критическая область, необходимая для функционирования промотора, расположена между нуклеотидами -10 и +2 по отношению к точке начала транскрипции. Важность каждого из нуклеотидов этой последовательности была определена методом точечного мутагенеза с последующим исследованием транскрипции в системе invitro. Оказалось, что наиболее важными позициями являются -2, — 4, -6 и -7 нуклеотиды. Обнаруженная митохондриальная мутация в промоторе СОХ2 гена — замена, А на Т в положении — 4 — вызывает прекращение транскрипции invivo, подтверждая результаты invitroанализа.

У дрожжей были выделены и охарактеризованы два кодируемых ядром белка, связанных с инициацией транскрипции мтДНК: РНК-полимераза и фактор специфичности sc-mtTFB[11].

Транскрипция различных митохондриальных генов дрожжей происходит с неодинаковой скоростью прежде всего из-за различий между промоторами. Различия между самым сильным и наиболее слабым промоторами достигают 20-кратной величины как при invivo, так и при invitroопределении. Ранее было показано, что наличие в положении +2 пурина делает промотор сильным, тогда как пиримидин на +2 позиции определяет слабый промотор. Именно второй нуклеотид от начала мРНК молекулы определяет скорость транскрипции разных матриц invivo.

Другим важным фактором регуляции экспрессии на уровне транскрипции является то, что митохондриальные гены транскрибируются в полицистронных матрицах (Приложение И). Оказалось, что уровень мРНК тех или иных генов зависит от их удаленности от промотора: он тем выше, чем ближе ген к началу транскрипта. Для некоторых генов эта разница может быть 17-кратной в пределах одной мРНК молекулы. Возможно, причиной этого является ослабление активности РНК-полимеразы, хотя не следует исключать и возможность избирательной деградации дистально расположенных транскриптов.

Специфических ядерных генов, контролирующих транскрипцию специи-фических митохондриальных генов, не было обнаружено. Транскрипционная активность митохондриального генома изменяется в зависимости от внешних условий. Было показано, что уровень большинства митохондриальных мРНК в 3−6 раз выше в дерепрессированных клетках по сравнению с репрессированными глюкозой. Соотношение некоторых мРНК к тотальной РНК остается неизменным при добавлении глюкозы (например, СОХЗ мРНК), тогда как количество других мРНК в отсутствие глюкозы пропорционально возрастает (21SрРНК синтезировалась в 7,2 раза быстрее). Это отчасти связано с увеличением числа мтДНК матриц (приблизительно в 2 раза).

Уровень РНК-полимеразы (RP041 мРНК) также снижен в клетках дрож-жей, репрессированных глюкозой. Однако, скорее всего, RP041 транскрипция не является в данной системе лимитирующим фактором, так как 10 — 15-кратное искусственное ее увеличение не приводит к повышению уровня митохондриальныхмРНК.

Хуже изучена зависимость уровня транскрипции в митохондриях от кон-центрации кислорода. Показано 2−3-кратное подавление СОХЗ мРНК в анаэробных условиях; уровень СОХ1 и CYBмРНК не изменялся [7, 10].