Транскрипционная активность p53
Специфичность транскрипционной активации генов определяется способностью р53 взаимодействовать с регуляторными участками этих генов. Консенсусная структура р53 связывающего элемента состоит из двух полусайтов, PuPuPuCA/TA/TGPyPyPy-(Nn)-PuPuPuCA/T A/TGPyPyPy, где Pu - пурины, а Py - пиримидины . Белок р53 узнает специфические элементы ДНК и взаимодействует с ними за счет своего центрального ДНК связывающего домена (ДСД).
По биоинформатическим расчетам в геноме человека присутствует не менее 4000 генов, содержащих р53-связывающе элементы, хотя по экспериментальным оценкам, основанным на данных хроматиновой иммунопреципитации, число р53-регулируемых генов находится в пределах 500-1600. Примечательно, что лишь половина генов, содержащих р53-респонсивные элементы ДНК и связывающих р53, увеличивают транскрипцию при активации р53 - другая половина реагирует на р53 понижением транскрипции.
Гены, участвующие в индукции клеточной смерти
Пожалуй, это самая многочисленная из известных групп р53 индуцируемых генов. Апоптоз представляет собой форму программированной клеточной смерти, осуществляемой через действие цистеиновых протеиназ каспаз. Эффекторные каспазы 2, 3, 7 осуществляют основной демонтаж клеточных структур. Они активируются под действием инициаторных каспаз 8 и 9. Запуск инициаторных каспаз осуществляется по активацию «рецепторов смерти», реагирующих с определенными внеклеточными лигандами, что сопровождается сборкой протеазных комплексов, активирующих инициаторную каспазу 8.
Второй - митохондриальной путь, когда стимулом служит освобождаемый из митохондрий цитохром С, который активирует белок Apaf1, осуществляющий активирующий протеолиз инициаторной каспазы 9. Регуляция проницаемости митохондриальной мембраныосуществляется за счет баланса взаимодействующих белков семейства Bcl2, среди которых одни действуют в сторону понижения проницаемости митохондриальной мембраны (анти-апоптозные белки), а другие, про-апоптозные белки, наоборот, стимулируют выброс цитохром С. Белок р53 влияет как на внешний, так и на митохондриальный пути индукции апоптоза.
Действуя на митохондриальный путь, р53 репрессирует транскрипцию анти-апоптозного белка Bcl2 и активирует транскрипцию про-апоптозных белков Bax, Noxa, p53AIP1 и Puma. Кроме того, р53 активирует транскрипцию гена APAF1, повышает чувствительность клеток к внешним проапоптозным лигандам, стимулируя транскрипцию генов FAS (APO1) и KILLER/DR5. Белок р53 индуцирует также множество других белков, связанных с индукцией апоптоза. Существует также значительная группа р53-индуцируемых генов, функция которых связана с изменением редокс баланса клетки. Согласно одной из моделей, резкое повышение уровня внутриклеточных кислородных радикалов, происходящее при индукции данной группы генов может способствовать ускорению клеточной смерти.
Недавно появились сообщения о принципиально новой стратегии р53 в отношении индукции клеточной смерти, которая включает транскрипционную активацию гена, кодирующего микроРНК. МикроРНК представляют собой короткие шпилечные нетранслируемые РНК, которые взаимодействуют с определенными мРНК, к которым они имеют сродство, вызывая подавление их функции. Активируемая р53 микроРНК miR34 также способна влиять на экспрессию ряда генов, хотя точные мишени ее пока неясны. Само по себе введение конструкций, экспресирующих miR34 вызывает остановку делений и апоптоз.