RNA-polymeraasi II

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 3. lokakuuta 2017 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 12 muokkausta .

RNA-polymeraasi II  on eukaryoottinen entsyymi , joka katalysoi DNA:n transkriptiota , syntetisoi mRNA:n esiasteita ja useimpia snRNA:ita ja mikroRNA :ita [2] [3] . Tämä polymeraasi on 550 kDa:n kompleksi, joka koostuu 12 alayksiköstä. RNA-polymeraasi II on tutkituin RNA-polymeraasityyppi. Se vaatii laajan valikoiman transkriptiotekijöitä sitoutuakseen geeneihin ylävirtaan promoottorista ja aloittaakseen transkription.

Alayksiköt

RNA-polymeraasi II:n ydinalayksiköt on eristetty käyttämällä transkriptiomäärityksiä [5] . Eristetyssä entsyymissä on tavallisesti 10-12 alayksikköä (12 ihmisellä ja hiivalla), eikä se pysty tunnistamaan spesifistä promoottoria [6] . Monet sen alayksiköiden väliset vuorovaikutukset tunnetaan jo [7] .

• RNA-polymeraasi II:n DNA-riippuvainen RPB1-alayksikkö  on entsyymi , jota POLR2A-geeni koodaa ihmisillä ja RPO21 hiivassa. RPB1 on RNA-polymeraasi II:n suurin alayksikkö. Sen C-terminaalinen domeeni, joka yhdistää jopa 52 heptapeptiditoistoa (YSPTSPS), jotka ovat välttämättömiä polymeraasiaktiivisuudelle [8] . Yhdessä useiden muiden polymeraasialayksiköiden kanssa se muodostaa polymeraasin DNA:ta sitovan domeenin, jossa DNA -templaatti transkriptoituu RNA :ksi [9] . Tämä alayksikkö on vuorovaikutuksessa RPB8:n kanssa [7] .

• RPB2 ( POLR2B ) on toiseksi suurin alayksikkö, joka yhdessä vähintään kahden muun polymeraasialayksikön kanssa muodostaa rakenteen, joka ylläpitää yhteyttä DNA-templaatin ja vasta syntetisoidun RNA:n välillä entsyymin aktiivisessa kohdassa [10] .

• RPB3 ( POLR2C ) on kolmanneksi suurin alayksikkö. Esiintyy heterodimeerinä, jossa toinen polymeraasialayksikkö, POLR2J , muodostaa pääkokoonpanon. RPB3 on vuorovaikutuksessa RPB1-5, 7, 10-12 [7] kanssa .

RNA-polymeraasi II:n (RPB4) B4-alayksikkö , jota  koodaa POLR2D-geeni [11] , on neljänneksi suurin alayksikkö, ja sillä voi olla rooli stressisuojauksessa.

Ihmisen RPB5 :tä koodaa POLR2E -geeni . Jokaisessa RNA-polymeraasi II:ssa on kaksi tämän alayksikön molekyyliä [12] . RPB5 on vahvasti vuorovaikutuksessa RPB1:n, RPB3:n ja RPB6:n kanssa [7] .

• RPB6 ( POLR2F ) muodostaa rakenteen vähintään kahden muun alayksikön kanssa, joka stabiloi polymeraasin transkription DNA-templaatissa [13] .

RPB7 :ää koodaa POLR2G -geeni, ja sillä voi olla rooli polymeraasitoimintojen säätelyssä [14] . RPB7 on vuorovaikutuksessa RPB1:n ja RPB5:n kanssa [7] .

• RPB8 ( POLR2H ) on vuorovaikutuksessa RPB1-3-, 5- ja 7-alayksiköiden kanssa [7] .

• RPB9  , ura, jossa DNA-templaatti transkriptoidaan RNA:ksi, koostuu RPB9:stä ( POLR2I ) ja RPB1:stä.

• RPB10  on POLR2L -geenin tuote . Se on vuorovaikutuksessa RPB1-3:n ja 5:n kanssa sekä vahvasti RPB3:n kanssa [7] .

• RPB11  – Itse RPB11-alayksikkö koostuu kolmesta alayksiköstä ihmisillä: POLR2J (RPB11-a), POLR2J2 (RPB11-b) ja POLR2J3 [15] (RPB11-c).

• RPB12 on vuorovaikutuksessa RPB3:n ( POLR2K ) kanssa [7] .

Kokoonpano

RPB3 osallistuu RNA-polymeraasi II:n kokoamiseen [16] . RPB2- ja RPB3-alakompleksi ilmestyy pian alayksikkösynteesin jälkeen [16] . Tämä kompleksi on myöhemmin vuorovaikutuksessa RPB1:n kanssa [16] . RPB3, RPB5 ja RPB7 ovat vuorovaikutuksessa keskenään muodostaen homodimeerejä, ja RPB3 ja RPB5 yhdessä pystyvät sitoutumaan kaikkiin muihin RPB-alayksiköihin paitsi RPB9:ään. [7] Vain RPB1 sitoutuu voimakkaasti RPB5:een [7] . RPB1-alayksikkö ottaa yhteyttä myös RPB7:een, RPB10:een, vaikka se on heikompi kuin RPB8:lla, jonka kanssa sillä on tehokkain kosketus [7] . RPB1-kompleksin jälkeen muut alayksiköt, kuten RPB5 ja RPB7, voivat tulla sisään, missä RPB5 sitoutuu RPB6:een ja RPB8:aan ja RPB3 toimittaa RPB10:tä, RPB 11:tä ja RPB12:ta. [7] RPB4 ja RPB9 voivat sulautua vain, kun melkein koko kompleksi on koottu. RPB4 muodostaa kompleksin RPB7:n kanssa [7] .

Kinetiikka

Entsyymi voi katalysoida jopa useita miljoonia reaktioita sekunnissa. Entsyymin nopeus riippuu liuoksen koostumuksesta ja substraatin pitoisuudesta. Kuten muillakin entsyymeillä, POLR2:lla on kyllästymiskäyrä ja maksiminopeus ( Vmax ) . Siinä on K m (substraattipitoisuus, joka vaaditaan saavuttamaan puoli V max ) ja k cat (yhden aktiivisen kohdan prosessoimien substraattimolekyylien määrä sekunnissa). Määritetty vakio antaa k cat / K m . Tämän vakion teoreettinen maksimi on välillä 10 8 - 10 9 (M – 1 s – 1 ), kun jokainen entsyymin törmäys substraatin kanssa johtaa katalyysiakkuun. Hiivassa mutaatio suurimman alayksikön Trigger-Loop-domeenissa voi muuttaa entsyymin kinetiikkaa [17] .

RNA -polymeraasi II:n kiertoluku on 0,16 s −1 pitoisuudesta [18] . Bakteerien RNA-polymeraasi, RNA-polymeraasi II:n sukulainen, vaihtaa inaktivoidun ja aktivoidun tilan välillä edestakaisin translokaatiolla DNA:ta pitkin [19] . [NTP] eq = 10 μM GTP, 10 μM UTP, 5 μM ATP ja 2,5 μM CTP pitoisuudet tuottavat keskimääräisen venymäluokituksen, vaihtuvuusluvun, ~1 emäspari (NTP) -1 bakteeri-RNA-polymeraasille [19] .

α-amanitiini estää RNA-polymeraasi II:ta [20] .

Holoentsyymi

RNA- polymeraasi II -holoentsyymi on eukaryoottisen RNA-polymeraasi II:n muoto, joka rekrytoituu eläviin soluihin proteiinigeenipromoottoreissa [6] . Se koostuu RNA-polymeraasi II:sta, yhteisten transkriptiotekijöiden alajoukosta ja säätelyproteiineista, jotka tunnetaan SRB-proteiineina.

Holoentsyymin kokoonpanoosaa kutsutaan preiniitiaatiokompleksiksi , koska sen kokoaminen tapahtuu geenipromoottorin kohdassa ennen transkription aloitusta . Välittäjäkompleksi toimii siltana RNA-polymeraasi II:n ja transkriptiotekijöiden välillä.

Kromatiinin rakenteen hallinta

se[ mitä? ] yhteenveto mekanismista, jolla kromatiinirakenteet ja histonien translaation jälkeiset modifikaatiot auttavat säätelemään RNA-polymeraasi II:n geenitranskriptiota , esimerkkinä hiivasoluista.

Tämä[ mitä? ] polku antaa esimerkkejä säätelystä seuraavissa transkriptiopisteissä:

• Preinitiation (promootio Bre1:llä, histonien modifiointi).
• Aloitus (TFIIH-promootio, Pol II -muokkaus ja COMPASS-promootio, histonimuunnos).
• Pidentymä (eteneminen Set2:ta pitkin, histonimuunnokset).

Huomaa, että tämä[ mitä? ] viittaa tämän eri vaiheisiin[ mitä? ] prosessia sääntelyvaiheina. se[ mitä? ] ei ole todistettu olevan[ kuka? ] käytetään säätelyyn, mutta on hyvin todennäköistä, että tämä[ mitä? ] niin.

Pol II RNA -promoottorin pidennys voidaan tiivistää kolmeen luokkaan:

1. Lääkkeestä/sekvenssistä riippuvat (viive/vaikutus) tekijät (erilaiset häiritsevät proteiinit).
2. Tekijäorientoidut kromatiinirakenteet (transkription jälkeiset histonimuuntajat, kuten histonimetyylitransferaasi).
3. Pol II RNA-tekijät, jotka parantavat transkription laatua (erilaiset häiritsevät proteiinit ja Pol II -kofaktorit).

Proteiinikompleksit mukana

Kromatiinirakenteisiin kohdistuvat tekijät
: ( (HMT:t (histonimetyylitransferaasit)):
COMPASS§† - (Set1:een liittyvä proteiinikompleksi) - H3-histonimetylaattilysiini
4. Set2 - H3-histonimetylaattilysiini 36.
(kiinnostava irrelevantti esimerkki: Dot1-metyylilysiini *‡s - 79 histonin H3.)

(Muut): Bre1 - ubikinoi (lisää ubikitiinia ) histonin H2B lysiiniksi 123. Liittyy esi-initiaatioon ja mahdollistaa Pol II -RNA:n sitoutumisen.

CTD RNA -polymeraasi

RPB1 :n C-pää lisätään C-terminaalisen domeenin (CTD) muodostamiseksi. RNA-polymeraasi II:n karboksyyliterminaalinen domeeni sisältää tyypillisesti jopa 52 toistoa Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser-sekvenssistä. [21] Muut proteiinit sitoutuvat usein RNA-polymeraasin C-terminaaliseen domeeniin aktivoidakseen polymeraasiaktiivisuutta. Tämä on proteiinidomeeni, joka osallistuu transkription aloitukseen, RNA-transkriptin sulkemiseen ja liittämiseen silmukointiin RNA : n silmukointia varten. [kahdeksan]

Muistiinpanot

1. ↑ Meyer P. A., Ye P., Zhang M., Suh M.-H., Fu J. RNA-polymeraasi II:n vaiheistus käyttämällä luontaisesti sidottuja Zn-atomeja: päivitetty rakennemalli  //  Rakenne : journal. - 2006. - Kesäkuu ( osa 14 , nro 6 ). - s. 973-982 . - doi : 10.1016/j.str.2006.04.003 . — PMID 16765890 .
2. ↑ Kornberg R. Eukaryoottinen transkription kontrolli  //  Trends in Cell Biology : päiväkirja. - Cell Press , 1999. - Voi. 9 , ei. 12 . — P. M46 . - doi : 10.1016/S0962-8924(99)01679-7 . — PMID 10611681 .
3. ↑ Sims RJ 3rd , Mandal SS , Reinberg D. Viimeaikaiset kohokohdat RNA-polymeraasi-II-välitteisestä transkriptiosta.  (Englanti)  // Nykyinen mielipide solubiologiassa. - 2004. - Voi. 16, ei. 3 . - s. 263-271. - doi : 10.1016/j.ceb.2004.04.004 . — PMID 15145350 .
4. ↑ Armache KJ, Mitterweger S., Meinhart A., Cramer P. Täydellisen RNA-polymeraasi II:n ja sen alakompleksin rakenteet, Rpb4/7  // J Biol Chem  : Journal. - 2005. - 25. helmikuuta ( nide 280 , nro 8 ). - P. 7131-7134 . - doi : 10.1074/jbc.M413038200 . — PMID 15591044 .  
5. ↑ Sawadogo M., Sentenac A. RNA-polymeraasi B(II) ja yleiset transkriptiotekijät   // Annu . Rev. Biochem. : päiväkirja. - 1990. - Voi. 59 . - s. 711-754 . doi : 10.1146 / annurev.bi.59.070190.003431 . — PMID 2197989 .
6. ↑ 1 2 Myer V.E., Young R.A. RNA-polymeraasi II -holoentsyymit ja -alakompleksit  //  J. Biol. Chem.  : päiväkirja. - 1998. - lokakuu ( nide 273 , nro 43 ). - P. 27757-27760 . doi : 10.1074/ jbc.273.43.27757 . — PMID 9774381 .
7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Acker J., de Graaff M., Cheynel I., Khazak V., Kedinger C., Vigneron M. Ihmisen RNA-polymeraasi II -alayksiköiden  väliset vuorovaikutukset  // J. Biol. Chem.  : päiväkirja. - 1997. - Heinäkuu ( nide 272 , nro 27 ). - P. 16815-16821 . doi : 10.1074 / jbc.272.27.16815 . — PMID 9201987 .
8. ↑ 1 2 Brickey W. J., Greenleaf A. L. Drosophila RNA polymeraasi II:n karboksiterminaalisen toistodomeenin toiminnalliset tutkimukset in vivo  //  Genetics : Journal. - 1995. - Kesäkuu ( nide 140 , nro 2 ). - s. 599-613 . — PMID 7498740 .
9. ↑ Entrez-geeni: POLR2A-polymeraasi (RNA) II (DNA-ohjattu) polypeptidi A, 220 kDa . (määrätön)
10. ↑ Entrez-geeni: POLR2B-polymeraasi (RNA) II (DNA-ohjattu) polypeptidi B, 140 kDa . (määrätön)
11. ↑ Khazak V., Estojak J., Cho H., Majors J., Sonoda G., Testa J. R., Golemis E. A. Uuden RNA-polymeraasi II:n (pol II) alayksikön hsRPB4 vuorovaikutuksen analyysi kumppaninsa hsRPB7:n ja pol II:n kanssa  (englanniksi)  // Mol. solu. Biol. : päiväkirja. - 1998. - Toukokuu ( osa 18 , nro 4 ). - P. 1935-1945 . — PMID 9528765 .
12. ↑ Entrez-geeni: POLR2E-polymeraasi (RNA) II (DNA-ohjattu) polypeptidi E, 25 kDa . Arkistoitu alkuperäisestä 5. joulukuuta 2010. (määrätön)
13. ↑ Entrez-geeni: POLR2F-polymeraasi (RNA) II (DNA-ohjattu) polypeptidi F. Arkistoitu alkuperäisestä 5. joulukuuta 2010. (määrätön)
14. ↑ Entrez-geeni: POLR2G-polymeraasi (RNA) II (DNA-ohjattu) polypeptidi G. (määrätön)
15. ↑ POLR2J3-polymeraasi (RNA) II (DNA-ohjattu) polypeptidi J3 . Haettu 3. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 21. lokakuuta 2018. (määrätön)
16. ↑ 1 2 3 Kolodziej P. A., Young R. A. Mutaatiot hiivan RNA-polymeraasi II:n kolmessa suurimmassa alayksikössä, jotka vaikuttavat entsyymien kokoonpanoon   // Mol . solu. Biol. : päiväkirja. - 1991. - syyskuu ( osa 11 , nro 9 ). - P. 4669-4678 . — PMID 1715023 .
17. ↑ Kaplan, Craig. Pol II:n laukaisusilmukkafunktion ja Pol II:n toiminnan dissektio – aloituspaikan valinnan riippuvainen ohjaus in vivo  //  PLoS Genetics : päiväkirja. - 2012 - 12. huhtikuuta.
18. ↑ Jin J., Dong W., Guarino L. A. Bakuloviruksen RNA-polymeraasin LEF-4-alayksiköllä on RNA-5'-trifosfataasi- ja ATPaasiaktiivisuudet  //  J. Virol. : päiväkirja. - 1998. - Joulukuu ( osa 72 , nro 12 ). - P. 10011-10019 . — PMID 9811739 .
19. ↑ 1 2 Abbondanzieri E. A., Greenleaf W. J., Shaevitz J. W., Landick R., Block S. M. Suora havainnointi emäsparin tehostamisesta RNA-polymeraasin avulla  //  Nature : Journal. - 2005. - marraskuu ( nide 438 , nro 7067 ). - s. 460-465 . - doi : 10.1038/luonto04268 . — PMID 16284617 .
20. ↑ Kaplan, Craig D. RNA-polymeraasi II:n laukaisusilmukka toimii substraatin valinnassa ja on suoraan kohdistettu α-amanitiinilla   // Mol . solu : päiväkirja. - 2008 - 6. kesäkuuta.
21. ↑ Meinhart A., Cramer P. RNA-polymeraasi II:n karboksiterminaalisen domeenin tunnistaminen 3'-RNA-prosessointitekijöillä  //  Nature : Journal. - 2004. - Heinäkuu ( nide 430 , nro 6996 ). - s. 223-226 . - doi : 10.1038/luonto02679 . — PMID 15241417 .

Transkriptio (biologia)
Transkription säätely	prokaryootit operoni ( laktoosioperoni tryptofaani operoni GABA operoni arabinoosi operoni galaktoosi operoni ) repressori ( laktoosirepressori tryptofaanin repressori ) eukaryootit Histonien modifiointientsyymit ( histonit / nukleosomi ) _ Polykombiryhmän proteiinit , histonimetyylitransferaasi EZH2 Histoni demetylaasi Histonien asetylaatio ja deasetylaatio ( Histoni deasetylaasi HDAC1 histoniasetyylitransferaasi ) DNA:n metylaatio DNA-metyylitransferaasi Kromatiinin uudistaminen CHD7 Yhteinen pro- ja eukaryooteille Transkription koregulaattorit ( Coactivator corepressor induktori ) Transkriptiotekijät
Aktivointi	Promoottori ( Pribnov-box TATA laatikko BRE CAAT laatikko Vastavuoroiset elementit ) Tehostaja ( E-box Vastavuoroiset elementit ) Eristin Äänenvaimennin
Initiaatio	Transkription aloitussivusto
Pidentymä	bakteerien RNA-polymeraasi : rpoB eukaryoottinen RNA-polymeraasi: RNA-polymeraasi II , RNA-polymeraasi III
Irtisanominen	Terminaattori Ro itsenäinen irtisanominen Ro-tekijä