В клетках эукариот РНК-полимераза III (также называемая Pol III ) транскрибирует ДНК для синтеза рибосомальной 5S рРНК , тРНК и других малых РНК.
Гены, транскрибируемые РНК Pol III, относятся к категории генов «домашнего хозяйства», экспрессия которых требуется во всех типах клеток и в большинстве условий окружающей среды. Следовательно, регуляция транскрипции Pol III в первую очередь связана с регуляцией роста клеток и клеточного цикла , что требует меньшего количества регуляторных белков, чем РНК-полимераза II . Однако в стрессовых условиях белок Maf1 подавляет активность Pol III. [1] Рапамицин - еще один ингибитор Pol III через его прямую мишень TOR. [2]
Транскрипция
Процесс транскрипции (любой полимеразой) включает три основных этапа:
- Инициирование, требующее создания комплекса РНК-полимеразы на промоторе гена.
- Элонгация, синтез транскрипта РНК
- Прекращение, завершение транскрипции РНК и разборка комплекса РНК-полимеразы
Посвящение
Инициирование: построение полимеразного комплекса на промоторе. Pol III необычен (по сравнению с Pol II) тем, что не требует контрольных последовательностей перед геном, вместо этого обычно полагаясь на внутренние контрольные последовательности - последовательности в транскрибируемой части гена (хотя иногда наблюдаются вышестоящие последовательности, например, ген мяРНК U6 имеет восходящий блок TATA, как показано в Pol II Promoters).
Существует три класса инициации Pol III, соответствующих инициации 5S рРНК, тРНК и U6 мяРНК. Во всех случаях процесс начинается с факторами транскрипции , связывающихся с регуляторными последовательностями, а заканчивается TFIIIB ( Т ranscription F актера для полимеразы III B ) быть набраны в сложной и сборке Pol III. TFIIIB состоит из трех субъединиц: TATA-связывающего белка (TBP), фактора, связанного с TFIIB ( BRF1 или BRF2 для транскрипции подмножества транскрибируемых Pol III генов у позвоночных), и B-двойной первичной единицы ( BDP1 ). Общая архитектура имеет сходство с Pol II. [3]
I класс
Типичные этапы инициации гена 5S рРНК (также называемого классом I):
- TFIIIA ( Т ranscription Р актер полимераза III A ) связывается с внутригенным (лежащим в пределах Записали ДНК последовательности) последовательность управления 5S рРНК, С Блок (также называется окно С).
- TFIIIA служит платформой, которая заменяет блоки A и B для позиционирования TFIIIC в ориентации по отношению к сайту старта транскрипции, которая эквивалентна тому, что наблюдается для генов тРНК.
- Как только TFIIIC связывается с комплексом TFIIIA-ДНК, сборка TFIIIB происходит, как описано для транскрипции тРНК.
II класс
Типичные стадии инициации гена тРНК (также называемой классом II):
- TFIIIC ( Т ranscription Р актер полимераза III C ) связывается с двумя внутригенными (лежащем в пределах транскрибируются ДНК - последовательности) контрольные последовательностями, А и В блоках (также называемый ящик и коробка B).
- TFIIIC действует как фактор сборки, который позиционирует TFIIIB для связывания с ДНК в сайте, центрированном примерно на 26 пар оснований перед стартовым сайтом транскрипции.
- TFIIIB представляет собой фактор транскрипции, который собирает Pol III в стартовом сайте транскрипции. Как только TFIIIB связывается с ДНК, TFIIIC больше не требуется. TFIIIB также играет важную роль в открытии промотора.
III класс
Типичные стадии инициации гена мяРНК U6 (также называемого классом III) (задокументированы только у позвоночных):
- SNAPc ( СН РНК ctivating Р rotein с омплекс; субъединиц: 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ) (называемый также PBP и PTF) связывается с PSE ( P roximal S equence Е lement) с центром около 55 пар оснований выше по потоку от стартовый сайт транскрипции. Эта сборка в значительной степени стимулируется транскрипции Pol II факторы OCT1 и СТАФ , которые связываются с энхансер типа DSE ( D istal S equence Е lement) по крайней мере 200 пар оснований против хода транскрипции от сайта инициации транскрипции. Эти факторы и промоторные элементы являются общими для Pol II и Pol III транскрипции генов мяРНК.
- SNAPc действует для сборки TFIIIB в TATA-боксе с центром из 26 пар оснований перед стартовым сайтом транскрипции. Наличие TATA-бокса указывает на то, что ген мяРНК транскрибируется Pol III, а не Pol II.
- TFIIIB для транскрипции мяРНК U6 содержит меньший паралог Brf1, Brf2.
- TFIIIB представляет собой фактор транскрипции, который собирает Pol III в стартовом сайте транскрипции. Консервация последовательности предсказывает, что TFIIIB, содержащий Brf2, также играет роль в открытии промотора.
Удлинение
TFIIIB остается связанным с ДНК после инициации транскрипции с помощью Pol III (в отличие от бактериальных σ-факторов и большинства основных факторов транскрипции для транскрипции Pol II). Это приводит к высокой скорости повторной инициации транскрипции транскрибируемых Pol III генов.
Прекращение
Полимераза III завершает транскрипцию на небольшом участке полиU (5-6). У эукариот петля шпильки не требуется, но может повысить эффективность терминации у человека. [4]
Транскрибируемые РНК
Типы РНК, транскрибируемых из РНК-полимеразы III, включают:
- Трансферные РНК [5]
- 5S рибосомная РНК [5]
- Сплайсосомная РНК U6 [5]
- РНКаза P и РНКаза MRP РНК [5]
- 7SL РНК (компонент РНК частицы распознавания сигнала ) [5]
- РНК Убежища [5]
- Y-РНК [5]
- SINE (короткие повторяющиеся элементы с вкраплениями) [5]
- 7SK РНК [5]
- Несколько микроРНК [5]
- Несколько малых ядрышковых РНК [5]
- Несколько генов регуляторных антисмысловых РНК [6]
Смотрите также
- РНК-полимераза
Рекомендации
- ^ Vannini, A .; Ringel, R .; Kusser, AG; Berninghausen, O .; Кассаветис, Г.А.; Крамер, П. (2010). «Молекулярные основы репрессии транскрипции РНК-полимеразы III с помощью Maf1» . Cell . 143 (1): 59–70. DOI : 10.1016 / j.cell.2010.09.002 . PMID 20887893 .
- ^ Ли, ДжэХун; Мойр, Робин Д .; Уиллис, Ян М. (2008-05-08). «Регуляция транскрипции РНК-полимеразы III вовлекает SCH9-зависимые и SCH9-независимые ветви пути-мишени рапамицина (TOR)» . Журнал биологической химии . 284 (19): 12604–12608. DOI : 10,1074 / jbc.c900020200 . ISSN 0021-9258 . PMC 2675989 . PMID 19299514 .
- ^ Хан, Y; Ян, С; Fishbain, S; Иванов, I; Он, Y (2018). «Структурная визуализация оборудования транскрипции РНК-полимеразы III» . Cell Discovery . 4 : 40. DOI : 10.1038 / s41421-018-0044-Z . PMC 6066478 . PMID 30083386 .
- ^ Верослов, М; Коркоран, Вт; Дольберг, Т; Леонард, Дж; Удача, Дж (2020). «Последовательность РНК и структурные детерминанты терминации транскрипции Pol III в клетках человека» (PDF) . bioRxiv . DOI : 10.1101 / 2020.09.11.294140 . S2CID 221713150 .
- ^ Б с д е е г ч я J K Dieci G, Fiorino G, Castelnuovo M, Teichmann M, Pagano A (декабрь 2007 г.). «Расширяющийся транскриптом РНК-полимеразы III». Тенденции Genet . 23 (12): 614–22. DOI : 10.1016 / j.tig.2007.09.001 . hdl : 11381/1706964 . PMID 17977614 .
- ^ Pagano A, Castelnuovo M, Tortelli F, Ferrari R, Dieci G, Cancedda R (февраль 2007 г.). «Новые малые ядерные РНК геноподобные транскрипционные единицы как источники регуляторных транскриптов» . PLOS Genet . 3 (2): e1. DOI : 10.1371 / journal.pgen.0030001 . PMC 1790723 . PMID 17274687 .