RNA-polymeraasi III
Eukaryoottisoluissa RNA-polymeraasi III transkriptoi DNA :ta ribosomaalisen 5S- rRNA :n , tRNA :n , 7SL-RNA:n [1] ja muiden pienten RNA:iden syntetisoimiseksi .
RNA-polymeraasi III:n transkriptoimat geenit kuuluvat "kodinhoitogeenien" luokkaan , jonka ilmentämistä vaaditaan kaikissa solutyypeissä ja useimmissa ympäristöolosuhteissa. Siksi RNA-polymeraasi III:n transkription säätely liittyy ensisijaisesti solukasvun ja solusyklin säätelyyn ja vaatii vähemmän säätelyproteiineja kuin RNA-polymeraasi II :n tapauksessa . Stressiolosuhteissa Maf1-proteiini kuitenkin suppressoi RNA-polymeraasi III:n aktiivisuutta. [2] Rapamysiini voi myös estää RNA-polymeraasi III:n suoran kohde-TOR:n kautta. [3]
Transkriptio
Transkriptioprosessi (millä tahansa polymeraasilla) sisältää kolme päävaihetta:
- Aloitus, joka vaatii RNA-polymeraasikompleksin luomisen geenipromoottorissa
- Pidentymä, RNA-transkriptin synteesi
- RNA-transkription lopettaminen, loppuun saattaminen ja RNA-polymeraasikompleksin purkaminen
Aloitus
Aloitus: polymeraasikompleksin rakentaminen promoottorille. RNA-polymeraasi III on epätavallinen (verrattuna RNA-polymeraasi II:een), koska se ei vaadi kontrollisekvenssejä ylävirtaan geenistä, vaan tyypillisesti luottaa sisäisiin kontrollisekvensseihin , nimittäin sekvensseihin geenin transkriptoidussa osassa (vaikkakin ylävirran sekvenssejä joissakin tapauksissa, esim. U6- snRNA on ylävirran TATA-laatikko , joka esiintyy RNA-polymeraasi II -promoottoreissa).
On olemassa kolme RNA-polymeraasi III -aloitusluokkaa, jotka vastaavat 5S-rRNA-, tRNA- ja U6-snRNA-aloitusta. Kaikissa tapauksissa prosessi alkaa transkriptiotekijöiden sitoutumisella kontrollisekvensseihin ja päättyy TFIIIB:n ( polymeraasi III B :n transkriptiotekijä ) värväämiseen kompleksiin ja RNA-polymeraasi III:n kokoamiseen. TFIIIB koostuu kolmesta alayksiköstä: TATA:ta sitovasta proteiinista (TBP), TFIIIB:hen liittyvästä tekijästä (BRF1 tai BRF2 RNA-polymeraasi III:n transkriptoimien geenien alajoukon transkriptioon selkärankaisissa) ja B-kaksoisprimääriyksiköstä (BDP1). Yleinen arkkitehtuuri on samanlainen kuin RNA-polymeraasi II. [neljä]
Luokka I
5S-rRNA-geenin (kutsutaan myös luokka I) aloituksen standardivaiheet ovat:
- TFIIIA ( polymeraasi IIIA :n transkriptiotekijä ) sitoutuu intrageeniseen (transkriptoidussa DNA-sekvenssissä sijaitsevaan) 5S-rRNA-kontrollisekvenssiin, laatikko C (kutsutaan myös laatikoksi C ) .
- TFIIIA toimii alustana, joka korvaa lohkot A ja B sijoittaakseen TFIIIC:n orientaatioon suhteessa transkription aloituskohtaan, joka vastaa tRNA-geeneillä havaittua.
- Kun TFIIIC sitoutuu TFIIIA-DNA-kompleksiin, TFIIIB:n kokoaminen tapahtuu samalla tavalla kuin tRNA:n transkriptio.
Luokka II
Standardivaiheet tRNA-geenin (kutsutaan myös luokka II:ksi) aloitukseen ovat:
- TFIIIC ( polymeraasi III C :n transkriptiotekijä ) sitoutuu kahteen intrageeniseen (transkriptoidun DNA-sekvenssin sisällä) kontrollisekvenssiin, laatikoihin A ja B (kutsutaan myös laatikoiksi A ja laatikko B) .
- TFIIIC toimii kokoonpanotekijänä, joka sijoittaa TFIIIB:n DNA:n sitoutumiseen kohtaan, joka on keskittynyt noin 26 emäsparia ylävirtaan transkription aloituskohdasta.
- TFIIIB on transkriptiotekijä, joka kokoaa RNA-polymeraasi III:n transkription aloituskohtaan. Kun TFIIIB on sitoutunut DNA:han, TFIIIC:tä ei enää tarvita. TFIIIB:llä on myös tärkeä rooli promoottorin avaamisessa.
Luokka III
U6- (kutsutaan myös luokka III) snRNA-geenin vakioaloitusvaiheet (dokumentoitu vain selkärankaisilla):
- SNAPc (snRNA:ta aktivoiva proteiinikompleksi) (kutsutaan myös PBP:ksi ja PTF:ksi) sitoutuu PEP:iin (proksimaalisekvenssielementti), jonka keskipiste on noin 55 emäsparia transkription aloituskohdasta ylävirtaan. Tätä kokoonpanoa stimuloivat voimakkaasti RNA-polymeraasi II -transkriptiotekijät Oct1 ja STAF, jotka sitoutuvat tehostajakaltaiseen DEP:hen (Distal Sequence Element) vähintään 200 emäsparia ylävirtaan transkription aloituskohdasta. Nämä tekijät ja promoottorielementit ovat yhteisiä snRNA-geenien transkriptiolle RNA-polymeraasi II:lla ja III:lla.
- SNAPc kokoaa TFIIIB:n TATA-laatikkoon, joka on keskitetty 26 emäsparille transkription aloituskohdasta ylävirtaan. TATA-laatikon läsnäolo osoittaa, että snRNA-geenin transkriptoi RNA-polymeraasi III eikä RNA-polymeraasi II.
- TFIIIB U6-snRNA:n transkriptiota varten sisältää pienemmän paralogin Brf1, Brf2.
- TFIIIB on transkriptiotekijä, joka kokoaa RNA-polymeraasi III:n transkription aloituskohtaan. Sekvenssin säilyminen ennustaa, että Brf2:ta sisältävällä TFIIIB:llä on myös rooli promoottorin avaamisessa.
Pidentymä
TFIIIB pysyy liittyneenä DNA:han RNA-polymeraasi III:n transkription aloittamisen jälkeen (toisin kuin bakteerien σ-tekijät ja useimmat tärkeimmät transkriptiotekijät RNA-polymeraasi II:n transkriptiolle). Tämä johtaa RNA-polymeraasi III:n transkriptoimien geenien korkeaan transkription uudelleenaloitusnopeuteen.
Irtisanominen
Polymeraasi III lopettaa transkription pienellä polyUs-alueella (5-6). Eukaryoottien tapauksessa hiusneulasilmukkaa ei tarvita, mutta se voi lisätä lopetuksen tehokkuutta ihmisillä. [5]
Muistiinpanot
- ↑ Englert M. et ai. Uudet ylävirran ja intrageeniset ohjauselementit ihmisen 7SL-RNA-geenin RNA-polymeraasi III -riippuvaiselle transkriptiolle // Biochimie . - 2004. - Voi. 86 , no. 12 . - s. 867-874 . - doi : 10.1016/j.biochi.2004.10.012 .
- ↑ Alessandro Vannini, Rieke Ringel, Anselm G. Kusser, Otto Berninghausen, George A. Kassavetis. Maf1:n aiheuttaman RNA-polymeraasi III -transkription repression molekyyliperusta // Cell. – 10.10.2010. - T. 143 , no. 1 . - S. 59-70 . — ISSN 1097-4172 . - doi : 10.1016/j.cell.2010.09.002 . Arkistoitu alkuperäisestä 3. kesäkuuta 2021.
- ↑ Jaehoon Lee, Robyn D. Moir, Ian M. Willis. RNA-polymeraasi III:n transkription säätelyyn liittyy SCH9-riippuvaisia ja SCH9-riippumattomia rapamysiinireitin (TOR) kohteen kohteen haaroja // The Journal of Biological Chemistry. - 08-05-2009 - T. 284 , no. 19 . — S. 12604–12608 . — ISSN 0021-9258 . - doi : 10.1074/jbc.C900020200 . Arkistoitu alkuperäisestä 3. kesäkuuta 2021.
- ↑ Yan Han, Chunli Yan, Susan Fishbain, Ivaylo Ivanov, Yuan He. RNA-polymeraasi III -transkriptiokoneiston rakenteellinen visualisointi // Cell Discovery. - 2018. - T. 4 . - S. 40 . — ISSN 2056-5968 . - doi : 10.1038/s41421-018-0044-z . Arkistoitu alkuperäisestä 4.6.2021.
- ↑ Matthew S. Verosloff, William K. Corcoran, Taylor B. Dolberg, Joshua N. Leonard, Julius B. Lucks. Pol III - transkription päättymisen RNA - sekvenssi ja rakennetekijät ihmissoluissa . - Molekyylibiologia, 2020-09-11. - doi : 10.1101/2020.09.11.294140 .