一般転写因子とRNAポリメラーゼIIによる転写開始

RNAポリメラーゼIIはタンパク質コード遺伝子からのmRNAの合成に関与しているため、真核生物における転写のほとんどの研究の焦点となっている。 この酵素を研究する初期の試みは、その活性が原核生物ＲＮＡポリメラーゼの活性とは異なることを示した。, プロモーターを含むDNAに精製RNAポリメラーゼを添加するだけでin vitroで行うことができる細菌遺伝子の正確な転写は、真核生物系では不可能である。 この違いの基礎は、1979年にRobert RoederらがRNAポリメラーゼIIが反応に追加のタンパク質が加えられた場合にのみ転写を開始できることを発見したときに明らかになった。 したがって、真核生物系における転写は、（細菌γ因子とは対照的に）ポリメラーゼと関連していなかった明確な開始因子を必要とするように見えた。,

核抽出物の生化学的分画は、RNAポリメラーゼIIが転写を開始するために必要とされる特定のタンパク質（転写因子と呼ばれる）の同定につながった。 確かに、これらの因子の同定および特徴付けは、真核細胞における転写を理解するための進行中の努力の大部分を表す。 転写因子の二つの一般的なタイプが定義されている。 一般的な転写因子はすべてのポリメラーゼIIプロモーターからの転写に関与しており、したがって基本的な転写機構の一部を構成する。, さらなる転写因子（本章で後述する）は、個々の遺伝子の発現を制御するＤＮＡ配列に結合し、したがって遺伝子発現を調節する役割を果たす。

再構成されたin vitro系におけるRNAポリメラーゼIIによる転写開始には五つの一般的な転写因子が必要である（図6.12）。 ポリメラーゼIIによって転写される多くの遺伝子のプロモーターは、転写開始部位の上流のTATAA25-30ヌクレオチドに類似した配列を含む。, この配列（TATAボックスと呼ばれる）は、細菌プロモーターの-10配列要素に似ており、TATAA配列に変異を導入した結果は、転写開始におけるそれらの役割を実証し 転写複合体の形成の最初のステップは、TFIIDと呼ばれる一般的な転写因子のTATAボックスへの結合である（TFは転写因子を示し、IIはポリメラーゼIIを示す）。, TFIID自体は、TATAAコンセンサス配列に特異的に結合するTATA結合タンパク質（TBP）と、TBP関連因子（TAFs）と呼ばれる10-12の他のポリペプチドを含む複数のサブユニット その後、TBPは第二の一般的な転写因子（TFIIB）に結合し、プロモーターでTBP-TFIIB複合体を形成する（図6.13）。 ＴＦＩＩＢは、次に、第三の因子であるＴＦＩＩＦと関連してＴＢＰ-ＴＦＩＩＢ複合体に結合するＲＮＡポリメラーゼへの橋渡しとして機能する。

RNAポリメラーゼIIのプロモーターへの募集に続いて、転写の開始には二つの追加因子（TFIIEおよびTFIIH）の結合が必要である。 TFIIHは、少なくとも二つの重要な役割を果たすように見えるマルチサブユニット因子である。 まず、TFIIHの二つのサブユニットは、開始部位の周りにDNAを巻き戻すことができるヘリカーゼである。 （TFIIHのこれらのサブユニットは、第5章で議論されているように、ヌクレオチド切除修復にも必要である。, TFIIHのもう一つのサブユニットは、RNAポリメラーゼIIの最大のサブユニットのC末端ドメインに存在する反復配列をリン酸化するプロテインキナーゼであり、これらの配列のリン酸化は、ポリメラーゼが開始複合体との会合から解放され、成長するRNA鎖を延長するにつれてテンプレートに沿って進行することを可能にすると考えられている。

TATAボックスに加えて、RNAポリメラーゼIIによって転写される多くの遺伝子のプロモーターは、転写開始部位にまたがる第二の重要な配列要素（開始剤、または, さらに、いくつかのRNAポリメラーゼIIプロモーターはInr要素のみを含み、TATAボックスはない。 TBPは明らかにTATA配列に直接結合することによってこれらのプロモーターを認識しないにもかかわらず、これらのプロモーターでの開始は依然としてTFIID（およ 代わりに、ＴＦＩＩＤ（Ｔａｆ）の他のサブユニットは、Ｉｎｒｐ配列に結合するように見える。 この結合は、ＴＢＰをプロモーターに募集し、次いで、ＴＦＩＩＢ、ポリメラーゼＩＩ、および追加の転写因子を既に記載したように組み立てる。 したがって、TBPはtataボックスを欠いているプロモーターでさえ、ポリメラーゼII転写を開始する上で中心的な役割を果たす。,

in vitroシステムの開発といくつかの一般的な転写因子のキャラクタリゼーションにもかかわらず、多くの真核細胞におけるポリメラーゼII転写のメカニズム ここに記載されている転写因子の逐次的な動員は、in vitroでの転写に必要な最小限のシステムを表し、追加の因子が細胞内で必要とされ得る。 さらに、RNAポリメラーゼIIは、DNA上の転写複合体のアセンブリの前にin vivoでいくつかの転写因子と関連付けることができるように見えます。, 特に、ＲＮＡポリメラーゼＩＩとＴＦＩＩＢ、ＴＦＩＩＥ、ＴＦＩＩＦ、ＴＦＩＩＨ、および他の転写調節タンパク質との予め形成された複合体が、酵母および哺乳動物細胞の両方において検出されている。 これらの大きな複合体（ポリメラーゼIIホロ酵素と呼ばれる）は、TFIIDとの直接相互作用を介してプロモーターに募集することができる（図6.14）。 細胞内のプロモーターへのRNAポリメラーゼIIホロ酵素の募集に対する個々の要因の段階的なアセンブリの相対的な貢献は、このように決定されるままである。