RNA-polymerase III
I eukaryote celler transkriberer RNA-polymerase III DNA for at syntetisere ribosomalt 5S rRNA , tRNA , 7SL RNA [1] og andre små RNA'er .
Generne transskriberet af RNA-polymerase III tilhører kategorien "husholdnings"-gener , hvis ekspression er påkrævet i alle celletyper og under de fleste miljøforhold. Derfor er transkriptionel regulering af RNA-polymerase III primært relateret til reguleringen af cellevækst og cellecyklus og kræver færre regulatoriske proteiner end i tilfældet med RNA-polymerase II . Men under stressforhold undertrykker Maf1-proteinet aktiviteten af RNA-polymerase III. [2] Rapamycin kan også hæmme RNA-polymerase III gennem dets direkte mål-TOR. [3]
Transskription
Transkriptionsprocessen (ved enhver polymerase) involverer tre hovedtrin:
- Initiering, der kræver dannelse af et RNA - polymerasekompleks ved en genpromotor
- Forlængelse, RNA-transkriptsyntese
- Afslutning, afslutning af RNA-transkription og adskillelse af RNA-polymerasekomplekset
Indledning
Initiering: konstruktion af polymerasekomplekset på promotoren. RNA-polymerase III er usædvanlig (sammenlignet med RNA-polymerase II), idet den ikke kræver kontrolsekvenser opstrøms for genet, i stedet for typisk afhængig af interne kontrolsekvenser , nemlig sekvenser i den transskriberede del af genet (selvom opstrømssekvenser i nogle tilfælde, U6 snRNA har en opstrøms TATA-boks , som forekommer i RNA-polymerase II-promotorer).
Der er tre klasser af RNA-polymerase III-initiering, svarende til 5S rRNA-, tRNA- og U6-snRNA-initiering. I alle tilfælde begynder processen med binding af transkriptionsfaktorer til kontrolsekvenser og slutter med rekruttering af TFIIIB ( Transskriptionsfaktor for polymerase III B ) ind i komplekset og samling af RNA-polymerase III. TFIIIB består af tre underenheder: et TATA-bindende protein (TBP), en TFIIIB-relateret faktor (BRF1 eller BRF2 til transkription af en undergruppe af RNA-polymerase III-transskriberede gener hos hvirveldyr) og en B-dobbelt primær enhed (BDP1). Den generelle arkitektur ligner RNA-polymerase II. [fire]
Klasse I
Standardtrinene for initiering af 5S rRNA-gen (også kaldet klasse I) er:
- TFIIIA ( Transcription factor for polymerase IIIA ) binder til en intragen (ligger i den transskriberede DNA-sekvens) 5S rRNA kontrolsekvens, box C (også kaldet box C) .
- TFIIIA fungerer som en platform, der erstatter blokke A og B for at placere TFIIIC i en orientering i forhold til det transkriptionelle startsted, der svarer til det, der observeres for tRNA-gener.
- Når først TFIIIC binder til TFIIIA-DNA-komplekset, sker samling af TFIIIB på samme måde som for tRNA-transkription.
Klasse II
Standardtrinene for tRNA-gen (også kaldet klasse II) initiering er:
- TFIIIC ( Transcription Factor for Polymerase III C ) binder til to intragene (ligger inden for den transskriberede DNA-sekvens) kontrolsekvenser, boks A og B (også kaldet boks A og boks B).
- TFIIIC fungerer som en samlingsfaktor, der placerer TFIIIB for DNA-binding på et sted centreret omkring 26 basepar opstrøms for transkriptionsstartstedet.
- TFIIIB er en transkriptionsfaktor, der samler RNA-polymerase III ved transkriptionsstartstedet. Når først TFIIIB binder til DNA, er TFIIIC ikke længere påkrævet. TFIIIB spiller også en vigtig rolle i promotoråbning.
Klasse III
Standard initieringstrin for U6 (også kaldet klasse III) snRNA-gen (kun dokumenteret i hvirveldyr):
- SNAPc (snRNA-aktiverende proteinkompleks) (også kaldet PBP og PTF) binder til et PEP (Proximal Sequence Element) centreret omkring 55 basepar opstrøms for transkriptionsstartstedet. Denne samling er stærkt stimuleret af RNA-polymerase II-transkriptionsfaktorerne Oct1 og STAF, som binder til en enhancer-lignende DEP (Distal Sequence Element) mindst 200 basepar opstrøms for transkriptionsstartstedet. Disse faktorer og promotorelementer er fælles for transkription af snRNA-gener af RNA-polymerase II og III.
- SNAPc fungerer ved at samle TFIIIB i en TATA-boks centreret på 26 basepar opstrøms for det transkriptionelle startsted. Tilstedeværelsen af TATA-boksen indikerer, at snRNA-genet transskriberes af RNA-polymerase III og ikke af RNA-polymerase II.
- TFIIIB til transkription af U6 snRNA indeholder en mindre paralog Brf1, Brf2.
- TFIIIB er en transkriptionsfaktor, der samler RNA-polymerase III ved transkriptionsstartstedet. Sekvenskonservering forudsiger, at TFIIIB indeholdende Brf2 også spiller en rolle i promotoråbning.
Forlængelse
TFIIIB forbliver forbundet med DNA efter transkriptionsinitiering af RNA-polymerase III (i modsætning til bakterielle σ-faktorer og de fleste større transkriptionsfaktorer for transkription af RNA-polymerase II). Dette resulterer i en høj transskriptions-re-initieringshastighed af gener transskriberet af RNA-polymerase III.
Opsigelse
Polymerase III afslutter transkription i en lille region af polyUs (5-6). I tilfælde af eukaryoter er hårnålesløjfen ikke påkrævet, men kan øge effektiviteten af terminering hos mennesker. [5]
Noter
- ↑ Englert M. et al. Nye opstrøms og intragene kontrolelementer til den RNA-polymerase III-afhængige transkription af humant 7SL RNA-gen // Biochimie . - 2004. - Bd. 86 , nr. 12 . - s. 867-874 . - doi : 10.1016/j.biochi.2004.10.012 .
- ↑ Alessandro Vannini, Rieke Ringel, Anselm G. Kusser, Otto Berninghausen, George A. Kassavetis. Molekylær basis for RNA-polymerase III-transkriptionsundertrykkelse af Maf1 // Cell. - 2010-10-01. - T. 143 , no. 1 . — S. 59–70 . — ISSN 1097-4172 . - doi : 10.1016/j.cell.2010.09.002 . Arkiveret fra originalen den 3. juni 2021.
- ↑ Jaehoon Lee, Robyn D. Moir, Ian M. Willis. Regulering af RNA-polymerase III-transkription involverer SCH9-afhængige og SCH9-uafhængige grene af målet for rapamycin (TOR)-vejen // The Journal of Biological Chemistry. - 2009-05-08. - T. 284 , nr. 19 . — S. 12604–12608 . — ISSN 0021-9258 . - doi : 10.1074/jbc.C900020200 . Arkiveret fra originalen den 3. juni 2021.
- ↑ Yan Han, Chunli Yan, Susan Fishbain, Ivaylo Ivanov, Yuan He. Strukturel visualisering af RNA-polymerase III-transkriptionsmaskineri // Cell Discovery. - 2018. - T. 4 . - S. 40 . — ISSN 2056-5968 . - doi : 10.1038/s41421-018-0044-z . Arkiveret fra originalen den 4. juni 2021.
- ↑ Matthew S. Verosloff, William K. Corcoran, Taylor B. Dolberg, Joshua N. Leonard, Julius B. Lucks. RNA-sekvens og strukturdeterminanter for Pol III transkriptionel terminering i humane celler . — Molekylærbiologi, 2020-09-11. - doi : 10.1101/2020.09.11.294140 .