Yleiset transkriptiotekijät ja Aloittamisesta Transkriptio RNA-Polymeraasi II

Koska RNA-polymeraasi II on vastuussa synteesi mRNA proteiini-koodaus geenejä, se on ollut painopiste useimmat tutkimukset transkriptio vuonna eukaryooteissa. Varhaiset yritykset tutkia tätä entsyymiä osoittivat, että sen aktiivisuus on erilainen kuin prokaryoottisen RNA-polymeraasin., Tarkka transkriptio bakteerien geenejä, jotka voidaan toteuttaa in vitro yksinkertaisesti lisäämällä puhdistettua RNA-polymeraasi DNA sisältää promoottori ei ole mahdollista aitotumallisilla järjestelmissä. Tämän perusteella ero oli selvitetty vuonna 1979, kun Robert Röder ja hänen kollegansa havaitsivat, että RNA-polymeraasi II voi aloittaa transkriptio vain, jos muita proteiineja lisätään reaktion. Niinpä eukaryoottisessa järjestelmässä transkriptio näytti edellyttävän erillisiä aloituskertoimia, jotka (toisin kuin bakteerien σ-tekijät) eivät liittyneet polymeraasiin.,

Biokemiallisia jakotislaamalla ydinvoiman otteita on nyt johtanut yksilöinti erityisiä proteiineja (kutsutaan transkriptio tekijät), joita tarvitaan, jotta RNA-polymeraasi II aloittaa transkriptio. Todellakin, tunnistaminen ja luonnehdinta nämä tekijät on tärkeä osa pyrkimyksiä ymmärtää kirjoitukset eukaryoottisesta soluja. Transkriptiotekijöitä on määritelty kaksi yleistä tyyppiä. Yleiset transkriptiotekijät ovat mukana transkriptio kaikkien polymeraasi II vetäjät ja näin ollen ovat osa perus transkriptio koneet., Ylimääräisiä transkriptio tekijät (käsitellään myöhemmin tässä luvussa) sitoutuvat DNA-sekvenssit, jotka kontrolloivat yksilön geenejä ja ovat näin ollen vastuussa säännellä geenien ilmentyminen.

Viisi yleiset transkriptiotekijät tarvitaan aloittamisesta transkriptio RNA-polymeraasi II käyttövalmiiksi in vitro-järjestelmissä (Kuva 6.12). Promoottorit monet geenit transkriptoidaan-polymeraasi II sisältää sekvenssin samanlainen TATAA 25 30 nukleotidia ylävirtaan transkription alku-sivusto., Tämä sekvenssi (kutsutaan TATA-box) muistuttaa -10 järjestyksessä osa bakteeri-promoottorit, ja tulosten esittelyssä mutaatioita osaksi TATAA sekvenssit ovat osoittaneet niiden rooli aloittamisesta transkriptio. Ensimmäinen askel muodostumista transkriptio on monimutkainen sitova yleinen transkriptio tekijä nimeltä TFIID, jotta TATA-box (TF osoittaa, transkriptio tekijä; II osoittaa polymeraasi II)., TFIID on itsessään koostuu useista alayksiköstä, kuten TATA-binding-proteiinin (TBP), joka sitoutuu spesifisesti TATAA yksimielisyys järjestyksessä, ja 10-12 muita polypeptidien, nimeltään TBP-liittyvät tekijät (TAFs). TBP sitten sitoo toinen yleinen transkriptio tekijä (TFIIB) muodostaen TBP-TFIIB monimutkainen promoottori (Kuva 6.13). TFIIB puolestaan toimii siltana RNA-polymeraasi, joka sitoutuu TBP-TFIIB monimutkainen yhdessä kolmas tekijä, TFIIF.

Seuraavat rekrytointi RNA-polymeraasi II promoottori, sitova kaksi muita tekijöitä (TFIIE ja TFIIH) tarvitaan aloittamisesta transkriptio. TFIIH on multisubunitekijä, jolla näyttää olevan ainakin kaksi tärkeää roolia. Ensinnäkin kaksi tfiih: n alayksikköä ovat helicaaseja, jotka saattavat purkaa DNA: ta aloituspaikalla. (Näitä tfiih: n alayksiköitä tarvitaan myös nukleotidien poiston korjaukseen, kuten luvussa 5 käsitellään.,) Toinen alayksikkö TFIIH on proteiini kinaasi, että phosphorylates toistuvat sekvenssit läsnä C-terminaali verkkotunnuksen suurin alayksikön RNA-polymeraasi II. Fosforylaation nämä sekvenssit on ajatus vapauttaa polymeraasi sen yhdessä aloittamista monimutkainen, jotta se voi edetä mallin, koska se elongates kasvava RNA-ketju.

lisäksi TATA-box, promoottorit monet geenit transkriptoidaan RNA-polymeraasi II sisältää toinen tärkeä sekvenssin elementin (initiaattori, tai Inr, sekvenssi), joka ulottuu transkriptio aloittaa sivuston., Lisäksi jotkut RNA-polymeraasi II-promoottorit sisältävät vain INR-alkuaineen, jossa ei ole TATA-laatikkoa. Aloittaminen näitä vetäjät vaatii vielä TFIID (ja TBP), vaikka TBP ilmeisesti ei tunnista nämä vetäjät sitomalla suoraan TATA-sekvenssi. Sen sijaan tfiidin (TAFs) muut alayksiköt näyttävät sitoutuvan INR-sekvensseihin. Tämä sitova rekrytoi TBP-promoottori, ja TFIIB, – polymeraasi II, ja ylimääräisiä transkriptio tekijät sitten koota kuten on jo kuvattu. TBP: llä on siis keskeinen rooli polymeraasi II-transkription käynnistämisessä, myös niillä promoottoreilla, joilla ei ole TATA-laatikkoa.,

Vaikka kehitys in vitro-järjestelmissä ja luonnehdinta useita yleiset transkriptiotekijät, paljon on vielä opittavaa, jotka koskevat mekanismi-polymeraasi II transkriptio vuonna eukaryoottisesta soluja. Peräkkäisiä rekrytointi transkriptio tekijät on kuvattu tässä edustaa minimaalista järjestelmää tarvitaan transkription in vitro; muita tekijöitä voidaan tarvita solun sisällä. Lisäksi RNA-polymeraasi II tulee pystyä liittämään joitakin transkriptio tekijät in vivo ennen yleiskokouksen transkriptio monimutkainen DNA: ta., Erityisesti, esimuotoillut komplekseja RNA-polymeraasi II: n ja TFIIB, TFIIE, TFIIF, TFIIH, ja muut transkription säätelevien proteiinien on havaittu sekä hiiva-ja nisäkässoluissa. Nämä suuret kompleksit (polymeraasi II-holoentsyymit) voidaan rekrytoida promoottoriin suoran vuorovaikutuksen kautta TFIID: n kanssa (kuva 6.14). Suhteelliset osuudet vaiheittain kokoonpano yksilölliset tekijät vs. rekrytointi RNA-polymeraasi II holoenzyme toteuttajille solun sisällä siten vielä määritettävä.