RNK-polimeraza III

U ćelijama eukariota, RNK-polimeraza III (takođe zvana Pol III) transkribira DNK da bi sintetizirala ribosomske 5S rRNK, tRNK i druge male RNK.

Geni koji su transkribovani pomoću RNK Pol III spadaju u kategoriju "domaćinskih gena" čija je ekspresija potrebna u svim tipovima ćelija i većini uslova okoline. Stoga je regulacija transkripcije Pol III prvenstveno vezana za regulaciju ćelijskog rasta i ćelijskog ciklusa, što zahtijeva manje regulatornih proteina nego RNK-polimeraza II. Međutim, u uslovima stresa, protein Maf1 potiskuje aktivaciju Pol III.^[1] Rapamicin je još jedan inhibitor Pol III preko svog direktnog ciljanog TOR-a.^[2]

Transkripcija

Proces transkripcije (bilo kojom polimerazom) uključuje tri glavne faze:

Inicijacija, koja zahtijeva izgradnju kompleksa RNK-polimeraze na promotoru gena
Elongacija, sinteza RNK-transkripta
Terminacija, završetak transkripcije RNK i rastavljanje kompleksa RNK-polimeraze

Inicijacija

Inicijacija: izgradnja kompleksa polimeraze na promotoru. Pol III je neobičan (u poređenju sa Pol II) jer ne zahtijeva kontrolne sekvence uzvodno od gena, a umjesto toga se normalno oslanja na interne kontrolne sekvence – sekvence unutar transkribovanog dijela gena (iako se uzvodne sekvence povremeno vide, npr. U6 snRNK gen ima uzvodnu TATA-kutiju kao u promotorima Pol II).

Postoje tri klase inicijacije Pol III, koje odgovaraju inicijaciji 5S rRNK, tRNK i U6 snRNK. U svim slučajevima, proces počinje vezivanjem faktora transkripcije za kontrolne sekvence, a završava sa TFIIIB (Ttranskripcijski Faktor za polimerazu III B) regrutuje se u kompleks i sastavlja Pol III. TFIIIB sastoji se od tri podjedinice: TATA-vezujući protein (TBP), faktor povezan s TFIIB (BRF1 ili BRF2 za transkripciju podskupa gena transkribovanih Pol III kod kičmenjaka) i B-dvostruko prvoklasne (BDP1) jedinice. Sveukupna arhitektura ima sličnosti sa Polom II.^[3]

Klasa I

Tipske faze inicijacije gena 5S rRNK (takođe zvane klasa I):

TFIIIA (Trankripcijski Faktor za polimerazu III A) vezuje se za intragenski (koji leži unutar transkribovane DNK sekvence) 5S rRNK kontrolna sekvenca, C blok (također se naziva C- kutija).
TFIIIA služi kao platforma koja zamjenjuje A i B blokove za pozicioniranje TFIIIC u orijentaciji u odnosu na početno mjesto transkripcije koja je ekvivalentna onome što je uočeno za tRNK gene.
Kada se TFIIIC veže za TFIIIA-DNK kompleks, sastavljanje TFIIIB se nastavlja kako je opisano za transkripciju tRNK.

Klasa II

Tipske faze inicijacije gena tRNK (također zvane klasa II):

TFIIIC (Trankripcijski Faktor za polimerazu III C) vezuje se za dva intragena (koji se nalaze unutar transkribovane DNK sekvence) kontrolne sekvence, A i B blokovi (također vani kutija A i kutija B).
TFIIIC djeluje kao faktor sklapanja koji pozicionira TFIIIB da se veže za DNK na mjestu koje je centrirano oko 26 parova baza, uzvodno od početnog mjesta transkripcije.
TFIIIB je faktor transkripcije koji okuplja Pol III na početnom mjestu transkripcije. Jednom kada je TFIIIB vezan za DNK, TFIIIC više nije potreban. TFIIIB također ima bitnu ulogu u otvaranju promotera.

Klasa III

Tipske faze inicijacije gena U6 snRNA (također zvane klasa III) (dokumentovane samo kod kičmenjaka:

SNAPc (snRNK Aaktivacija Pproteinskog ckompleksa; podjedinice: 1, 2, 3, 4, 5) (također se nazivaju PBP i PTF) vezuje se za PSE (Proksumalni S sekvencni Element) centrirana oko 55 baznih parova uzvodno od početnog mjesta transkripcije. Ovaj sklop je u velikoj mjeri stimulisan transkripcijskim faktorima Pol II Oct1 i STAF koji se vezuju za DSE sličan pojačivaču (Distal Ssekvencirani Element) barem 200 baznih parova uzvodno od početnog mjesta transkripcije. Ovi faktori i promotorski elementi dijele se između transkripcije snRNK gena Pol II i Pol III.
SNAPc djeluje na sklapanje TFIIIB u TATA-kutiji centriranih 26 baznih parova uzvodno od početnog mjesta transkripcije. To je prisustvo TATA-kutije koja specificira da je gen snRNK transkribovan pomoću Pol III, a ne Pol II.
TFIIIB za transkripciju U6 snRNK sadrži manji Brf1 paralog, Brf2.
TFIIIB je faktor transkripcije koji okuplja Pol III na početnom mjestu transkripcije. Konzervacija sekvence predviđa da TFIIIB koji sadrži Brf2 također ima ulogu u otvaranju promotora.

Elongacija

TFIIIB ostaje vezan za DNK nakon iniciranja transkripcije Pol III (za razliku od bakterijskih σ faktora i većine baznih faktora transkripcije za transkripciju Pol II). Ovo dovodi do visoke stope reinicijacije transkripcije gena transkribiranih Pol III.

Terminacija

Polimeraza III prekida transkripciju na maloj polyUs elongaciji (5–6). Kod eukariota, petlja za ukosnicu nije potrebna, ali može poboljšati efikasnost terminacije kod ljudi.^[4]

Transkribirane RNK

Tipovi transkribiranih RNK iz RNK polimeraze III uključuju:

tRNK ^[5]
5S ribosomska RNK^[5]
U6 spliceosomal RNA^[5]
RNaza P i Rnaza MRP RNK^[5]
7SL RNK (]] (RNK komponenta čestica za prepoznavanje signala)^[5]
vRNKs+^[5]
Y RNK^[5]
SINE (kratki isprepleteni ponavljajući elementi)^[5]
7SK RNK^[5]
Nekoliko mikroRNK^[5]
Nekoliko snRNKs^[5]
Nekoliko regulatornih gena antisens RNK^[6]

Također pogledajte

RNK-polimeraza

Reference

^ Vannini, A.; Ringel, R.; Kusser, A. G.; Berninghausen, O.; Kassavetis, G. A.; Cramer, P. (2010). "Molecular Basis of RNA Polymerase III Transcription Repression by Maf1". Cell. 143 (1): 59–70. doi:10.1016/j.cell.2010.09.002. PMID 20887893. Arhivirano s originala, 6. 3. 2022. Pristupljeno 6. 3. 2022.
^ Lee, JaeHoon; Moir, Robyn D.; Willis, Ian M. (8. 5. 2009). "Regulation of RNA Polymerase III Transcription Involves SCH9-dependent and SCH9-independent Branches of the Target of Rapamycin (TOR) Pathway". Journal of Biological Chemistry (jezik: engleski). 284 (19): 12604–12608. doi:10.1074/jbc.c900020200. ISSN 0021-9258. PMC 2675989. PMID 19299514.
^ Han, Y; Yan, C; Fishbain, S; Ivanov, I; He, Y (2018). "Structural visualization of RNA polymerase III transcription machineries". Cell Discovery. 4: 40. doi:10.1038/s41421-018-0044-z. PMC 6066478. PMID 30083386.
^ Verosloff, M; Corcoran, W; Dolberg, T; Leonard, J; Lucks, J (2020). "RNA sequence and structure determinants of Pol III transcriptional termination in human cells" (PDF). bioRxiv. doi:10.1101/2020.09.11.294140. S2CID 221713150.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k Dieci G, Fiorino G, Castelnuovo M, Teichmann M, Pagano A (decembar 2007). "The expanding RNA polymerase III transcriptome". Trends 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 (februar 2007). "New small nuclear RNA gene-like transcriptional units as sources of regulatory transcripts". PLOS Genet. 3 (2): e1. doi:10.1371/journal.pgen.0030001. PMC 1790723. PMID 17274687.

Vanjski linkovi

Šablon:Polimeraze

[1] Vannini, A.; Ringel, R.; Kusser, A. G.; Berninghausen, O.; Kassavetis, G. A.; Cramer, P. (2010). "Molecular Basis of RNA Polymerase III Transcription Repression by Maf1". Cell. 143 (1): 59–70. doi:10.1016/j.cell.2010.09.002. PMID 20887893. Arhivirano s originala, 6. 3. 2022. Pristupljeno 6. 3. 2022.

[2] Lee, JaeHoon; Moir, Robyn D.; Willis, Ian M. (8. 5. 2009). "Regulation of RNA Polymerase III Transcription Involves SCH9-dependent and SCH9-independent Branches of the Target of Rapamycin (TOR) Pathway". Journal of Biological Chemistry (jezik: engleski). 284 (19): 12604–12608. doi:10.1074/jbc.c900020200. ISSN 0021-9258. PMC 2675989. PMID 19299514.

[3] Han, Y; Yan, C; Fishbain, S; Ivanov, I; He, Y (2018). "Structural visualization of RNA polymerase III transcription machineries". Cell Discovery. 4: 40. doi:10.1038/s41421-018-0044-z. PMC 6066478. PMID 30083386.

[4] Verosloff, M; Corcoran, W; Dolberg, T; Leonard, J; Lucks, J (2020). "RNA sequence and structure determinants of Pol III transcriptional termination in human cells" (PDF). bioRxiv. doi:10.1101/2020.09.11.294140. S2CID 221713150.

[Dieci-5] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k Dieci G, Fiorino G, Castelnuovo M, Teichmann M, Pagano A (decembar 2007). "The expanding RNA polymerase III transcriptome". Trends Genet. 23 (12): 614–22. doi:10.1016/j.tig.2007.09.001. hdl:11381/1706964. PMID 17977614.

[6] Pagano A, Castelnuovo M, Tortelli F, Ferrari R, Dieci G, Cancedda R (februar 2007). "New small nuclear RNA gene-like transcriptional units as sources of regulatory transcripts". PLOS Genet. 3 (2): e1. doi:10.1371/journal.pgen.0030001. PMC 1790723. PMID 17274687.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]