Значение сверхспиральности для регуляции транскрипции. Имеются достоверные данные о том, что экспрессия прокариотических генов зависит от состояния сверхспиральности ДНК. Факторы, влияющие на этот параметр,-мутации или ингибиторы топоизомераз - активируют транскрипцию одних генов и одновременно подавляют транскрипцию других. Поскольку связывание белков со сверхспиральной ДНК с отрицательными сверхвитками энергетически выгодно, по-видимому, изменения состояния сверхспиральности ДНК сказываются на способности РНК-полимеразы или белковых активаторов и репрессоров связываться с регуляторными последовательностями. Изменения в состоянии или степени сверхспиральности могут отразиться и на способности ДНК образовывать петли и, таким образом, на возможности факторов транскрипции, связанных с отдаленными друг от друга участками ДНК, взаимодействовать между собой. Как указывалось ранее. а, у эукариот хроматин представляет собой систему петель разной длины, прикрепленных к белковому матриксу. Возможно, такая конфигурация обеспечивает независимость плотности сверхвитков в каждой петле от торсионного состояния соседних петель. Интересно, что ДНК-топоизомераза 11, фермент, ответственный за релаксацию сверхспиральной ДНК,-это один из основных белков хромосомного остова, к которому и прикреплены петли. Более того, сайты гиперчувствительности к ДНКазе I, сходные с участками регуляции транскрипции, часто проявляют чувствительность к нуклеазам, специфически расщепляющим одноцепо - чечные ДНК; это наводит на мысль, что данные области находятся в доменах с отрицательной сверхспирализацией. Далее, топоизомераза I, по-видимому, связывается с сайтами гиперчувствительности к нуклеазам. Влияние на транскрипцию (как положительное, так и отрицательное) соединений, интеркалирующих в ДНК или ингибирующих активность топоизомераз и в обоих случаях изменяющих степень сверхспиральности ДНК, тоже говорит о том, что топология ДНК-важный фактор регуляции транскрипции. Тем не менее у мутантов дрожжей, не имеющих ДНК-топоизомеразы 1 или II, транскрипция не нарушена. Это означает, что для транскрипции достаточно одной из этих двух эукариотических ДНК-топоизомераз. Большинство данных, указывающих на влияние топоизомераз на топологию ДНК в процессе регуляции транскрипции у эукариот, носят косвенный характер и неполны. Прямые доказательства того, что изменения в плотности сверхвитков в хромосомных петлях влияют на активность транскрипции целой области или генов, расположенных в этой области, фактически отсутствуют.