Гены домашнего хозяйства — это гены, которые непрерывно транскрибируются. Как и все другие гены, у них есть промоторные последовательности, но у них нет последовательностей ТАТА-боксов, которые используются для определения того, откуда должна начаться транскрипция.
Почему гены домашнего хозяйства не имеют ТАТА-бокса в своих промоторных последовательностях?
Два возможных ответа:
Во-первых, было обнаружено, что ТАТА-боксы вызывают повышенный «шум» в экспрессии генов, так что экспрессия генов, содержащих ТАТА-боксы, сильно варьирует. Посмотрите, например, этот обзор .
Другой набор результатов предполагает ( здесь ), что ТАТА действует только как усилитель экспрессии.
Независимо от того, усиливает ли TATA экспрессию или также увеличивает дисперсию экспрессии, это не подходит для генов домашнего хозяйства, которые обычно имеют низкую и постоянную экспрессию.
Элемент ТАТА-бокса (и понятие генов домашнего хозяйства) — классические примеры из учебника, пытающиеся объяснить сложную биологию упрощенным способом.
Фактически, большинство генов млекопитающих не имеют элемента TATA-box, и большинство сайтов начала транскрипции (TSS) распределены по большей площади на 5'-конце гена. Каждый TSS вносит свой вклад в различия в силе экспрессии генов и генном продукте. Это явление было тщательно исследовано с использованием кеп-анализа экспрессии генов ( CAGE ). Краткое изложение основных результатов можно найти на веб-сайте Rikens здесь .
Санделин, Карнинчи и др. написали здесь отличный обзор результатов первых экспериментов CAGE, а также то, как это противоречит классическим структурам промоторов из учебников Nature .
Кроме того, технология CAGE использовалась для определения специфических энхансеров клеточного типа, которые вносят огромный вклад в правильную регуляцию генов, Anderson et al. Природа .
Я знаю, что этот ответ не касается напрямую вашего вопроса, а скорее вызывает много новых вопросов.
Быстрый гуглинг нашел онлайн-версию Lodish et al Molecular Cell Biology. 4-е издание .
Из TATA Box, инициаторов и CpG-островков, функционирующих как промоторы в секции эукариотической ДНК:
Эти гены, которые обычно транскрибируются с низкой скоростью (например, гены, кодирующие ферменты промежуточного метаболизма, часто называемые «генами домашнего хозяйства»), не содержат ТАТА-бокса или инициатора.
Кроме того, из транскрипционных регуляторных последовательностей гена домашнего хозяйства триозофосфатизомеразы человека (Boyer et al ., J Bio Chem 1989):
В отличие от промоторов факультативных генов, эти промоторы характеризуются [...] и, что особенно важно, отсутствием надлежащим образом расположенного бокса ТАТА [...] На основании этих структурных различий существует вероятность того, что инициация «домашнего хозяйства» и факультативного гена транскрипция протекает через различные механизмы .
Я могу представить, что вы можете погуглить больше информации, но мне кажется, что причиной отсутствия ТАТА является необходимость постоянной низкоуровневой экспрессии (отсюда отсутствие сильного промотора) и отдельного механизма регуляции (отсюда некоторая общая структура). Последний пункт может возникнуть из-за аргумента избыточности: когда регуляция ТАТА-содержащих генов становится неисправной, регуляция генов домашнего хозяйства остается прежней, потому что она в некоторой степени независима.
Однако вы должны знать, что ваше исходное предположение как минимум спорно (из той же статьи J Bio Chem):
В отличие от большинства промоторов генов домашнего хозяйства, которые были описаны на сегодняшний день, промотор TPI человека содержит канонический элемент ТАТА (5' TATATAA 3'), который охватывает положения от -27 до -21. Мутагенез LS продемонстрировал, что этот TATA-бокс явно представляет собой контрольный элемент , целостность которого важна для поддержания как точности, так и частоты инициации транскрипции гена TPI.
МеМа