Механізми активації транскрипції

Кілька десятків тисяч еукаріотичних генів (зрозуміло, що йдеться головним чином про білкові гени, які транскрибуються РНК-полімеразою ІІ) потребують диференційної активації / репресії в певні моменти залежно від типу клітин, стадії розвитку, зовнішніх умов тощо. Як і в прокаріотів, ключовими елементами системи регуляції транскрипції є регуляторні цис-елементи послідовності (проксимальні й дистальні елементи промоторів) і транс-регулятори – білкові транскрипційні фактори (ТФ, під якими будемо розуміти специфічні, не базальні, фактори транскрипції). Проте кількість еукаріотичних генів є значно більшою, і вони не об’єднуються в оперони, коли кілька генів перебували б під контролем одного транскрипційного фактора. Зрозуміло, що кожен ген не може контролюватися своїм особливим фактором транскрипції: фактор також є продуктом певного гена, який також має контролюватися певним фактором.

Другою особливістю еукаріотів є та обставина, що ДНК клітинного ядра організована у складні хроматинові структури, тобто виникає проблема доступності регуляторних елементів послідовності (а також базальних промоторів) до транскрипційних факторів, РНК-полімерази та елементів її преініціаторного комплексу. Отже, активація транскрипції потребує перебудов структури хроматину в напрямку деконденсації хроматинової фібрили та визволення цис-елементів від нуклеосом. Для реалізації таких перебудов є два основні інструменти, які діють у тісній координації один з одним: система посттрансляційних модифікацій гістонів і АТР-залежні фактори ремоделювання хроматину, що здійснюють репозиціювання нуклеосом.