Комплекс преинициации транскрипции - Transcription preinitiation complex

Обзор дупликации хромосом в клеточном цикле

В преинициативный комплекс (сокращенно ПОС) представляет собой комплекс примерно из 100 белки что необходимо для транскрипция кодирования белков гены в эукариоты и археи. Позиции преинициативного комплекса РНК-полимераза II у гена сайты начала транскрипции, денатурирует то ДНК, и позиционирует ДНК в РНК-полимеразе II активный сайт для транскрипции.[1][2][3][4]

Минимальный PIC включает РНК-полимеразу II и шесть общие факторы транскрипции: TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, ТФИИФ, и TFIIH. Дополнительные регуляторные комплексы (такие как посредник коактиватор[5] и ремоделирование хроматина комплексы) также могут быть компонентами ПОС.

Сборка

Основная статья: Холофермент РНК-полимеразы II § Сборка ПОС
Инициирование репликации ДНК

Классический взгляд на формирование PIC на промоторе включает следующие этапы:

  • Связывающий белок ТАТА (TBP, субъединица TFIID) связывает промоутер, создавая резкий изгиб в ДНК промотора.
    • У животных есть некоторые факторы, связанные с ТВР (TRF; TBPL1 /TBPL2 ). Они могут заменить TBP в некоторых особых случаях.[6]
  • TBP привлекает к промотору TFIIA, а затем TFIIB.
  • TFIIB привлекает к промотору РНК-полимеразу II и TFIIF.
  • TFIIE присоединяется к растущему комплексу и рекрутирует TFIIH, который обладает активностью протеинкиназы (фосфорилирует РНК-полимеразу II в CTD) и активностью ДНК-геликазы (раскручивает ДНК на промоторе). Он также задействует белки репарации с эксцизией нуклеотидов.
  • Субъединицы в TFIIH, которые имеют АТФаза и геликаза активность создает негатив сверхспиральный напряжение в ДНК.
  • Отрицательное сверхспиральное натяжение вызывает примерно один виток ДНК. размотать и сформировать пузырь транскрипции.
  • Цепь матрицы транскрипционного пузыря взаимодействует с активным сайтом РНК-полимеразы II.
  • Начинается синтез РНК.
  • После синтеза ~ 10 нуклеотидов РНК и обязательной фазы нескольких прерванных циклов транскрипции РНК-полимераза II покидает промоторную область, чтобы транскрибировать оставшуюся часть гена.

Альтернативная гипотеза сборки PIC постулирует набор предварительно собранных "Холофермент РНК-полимеразы II «непосредственно к промотору (состоящему из всех или почти всех GTF, РНК-полимеразы II и регуляторных комплексов) аналогично бактериальной РНК-полимеразе (РНКП).

Другие преинициативные комплексы

У архей есть преинициативный комплекс, напоминающий комплекс PIC минимизированного Pol II, с TBP и Фактор транскрипции архей B (TFB, гомолог TFIIB). Сборка следует аналогичной последовательности, начиная со связывания ТВР с промотором. Интересным аспектом является то, что весь комплекс связан в обратной ориентации по сравнению с теми, которые обнаружены в PIC эукариот.[7] Они также используют TFE, гомолог TFIIE, который помогает в инициации транскрипции, но не требуется.[8][9]

Основные статьи: РНК-полимераза I § Инициирование, и РНК-полимераза III § Инициирование

Pol I инициация начинается с UBTF (UBF) распознает восходящий элемент управления (UCE), расположенный примерно от ~ 100 до 200 бит в восходящем направлении. Он набирает Селективный фактор 1 (TIF-IB), который представляет собой комплекс TBP и трех единиц TBP-ассоциированный фактор. Затем UBF распознает основные элементы управления. Фосфорилированный RRN3 (TIF-IB) связывает Pol I. Весь комплекс узнает UBF / SL1, связывается с ним и начинает транскрибировать. Точное использование субъединиц зависит от организмов.[10]

Pol III имеет три класса инициации, которые начинаются с разных факторов, распознающих разные элементы управления, но все сходятся на TFIIIB (аналогично TFIIB-TBP; состоит из TBP / TRF, a Фактор, связанный с TFIIB, а Блок B ″ ) рекрутируя преинициативный комплекс Pol III. Общая архитектура напоминает Pol II. Только TFIIIB должен оставаться прикрепленным во время удлинения.[11]

использованная литература

  1. ^ Ли Т.И., Янг Р.А. (2000). «Транскрипция генов, кодирующих эукариотические белки». Ежегодный обзор генетики. 34: 77–137. Дои:10.1146 / annurev.genet.34.1.77. PMID  11092823.
  2. ^ Корнберг Р.Д. (Август 2007 г.). «Молекулярные основы эукариотической транскрипции». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 104 (32): 12955–61. Bibcode:2007ПНАС..10412955K. Дои:10.1073 / pnas.0704138104. ЧВК  1941834. PMID  17670940.
  3. ^ Ким Т.К., Лагранж Т., Ван Ю.Х., Гриффит Дж. Д., Рейнберг Д., Ebright RH (Ноябрь 1997 г.). «Траектория ДНК в комплексе преинициации транскрипции РНК-полимеразы II». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 94 (23): 12268–73. Bibcode:1997PNAS ... 9412268K. Дои:10.1073 / пнас.94.23.12268. ЧВК  24903. PMID  9356438.
  4. ^ Ким Т.К., Ebright RH, Рейнберг Д. (май 2000 г.). «Механизм плавления АТФ-зависимого промотора под действием фактора транскрипции IIH». Наука. 288 (5470): 1418–22. Bibcode:2000Sci ... 288.1418K. Дои:10.1126 / science.288.5470.1418. PMID  10827951.
  5. ^ Аллен Б.Л., Taatjes DJ (2015). «Медиаторный комплекс: центральный интегратор транскрипции». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология. 16 (3): 155–66. Дои:10.1038 / nrm3951. ЧВК  4963239. PMID  25693131.
  6. ^ Даттке, Ш. (март 2015 г.). «Эволюция и диверсификация базального аппарата транскрипции». Тенденции в биохимических науках. 40 (3): 127–9. Дои:10.1016 / j.tibs.2015.01.005. ЧВК  4410091. PMID  25661246.
  7. ^ Белл, SD; Джексон, SP (июнь 1998 г.). «Транскрипция и перевод в архее: мозаика эукариальных и бактериальных особенностей». Тенденции в микробиологии. 6 (6): 222–8. Дои:10.1016 / S0966-842X (98) 01281-5. PMID  9675798.
  8. ^ Hanzelka, BL; Дарси, Т.Дж.; Рив, Дж. Н. (март 2001 г.). «TFE, фактор транскрипции архей в Methanobacterium thermoautotrophicum, связанный с эукариальным фактором транскрипции TFIIEalpha». Журнал бактериологии. 183 (5): 1813–8. Дои:10.1128 / JB.183.5.1813-1818.2001. ЧВК  95073. PMID  11160119.
  9. ^ Геринг, Александра М .; Уокер, Джули Э .; Сантанджело, Томас Дж .; Марголин, В. (15 июля 2016 г.). «Регуляция транскрипции в архее». Журнал бактериологии. 198 (14): 1906–1917. Дои:10.1128 / JB.00255-16. ЧВК  4936096. PMID  27137495.
  10. ^ Груммт, Ингрид (15 июля 2003 г.). «Жизнь на собственной планете: регуляция транскрипции РНК-полимеразы I в ядрышке». Гены и развитие. 17 (14): 1691–1702. Дои:10.1101 / gad.1098503R. PMID  12865296.
  11. ^ Хан, Y; Ян, С; Fishbain, S; Иванов, I; Он, Y (2018). «Структурная визуализация аппаратов транскрипции РНК-полимеразы III». Cell Discovery. 4: 40. Дои:10.1038 / s41421-018-0044-z. ЧВК  6066478. PMID  30083386.

внешние ссылки