РНК-полімераза II

РНК-полімераза II (RNAP II або Pol II) — еукаріотичний ензим, що грає центральну роль у процесі транскрипції протеїн-кодуючих генів. Використовуючи геномну ДНК як шаблон, РНК-полімераза ІІ синтезує прекурсор матричної РНК (мРНК), а також більшість мяРНК та мікроРНК.[2][3]

РНК-полімераза II дріжджів Saccharomyces cerevisiae; показані всі 12 субодиниць.[1]

РНК-полімераза ІІ є висококонсервативним білком, чия тривимірна будова та механізм дії в головних своїх рисах не змінились від дріжджів до ссавців.[4]

РНК-полімераза ІІ дріжджів складається з 12 субодиниць, що мають сумарну молекулярну масу 550 кДа. РНК-полімераза ІІ є найбільш вивченою РНК-полімеразою. Для ініціації транскрипції за участю РНК-полімерази ІІ необхідна велика кількість допоміжних білків, головним чином факторів транскрипції. 

Субодиниці

«Ядро» очищеної еукаріотичної РНК-полімерази ІІ (the eukaryotic core RNA polymerase II)[5] складається з 10-12 субодиниць (12 у людини та дріжджів) та не здатне самостійно розпізнавати промоторні послідовності генів.[6] Спосіб взаємодії різних субодиниць між собою детально вивчений.[7]

RPB1-субодиниця з доменами:
зелений — RPB1-домен 1,
синій — RPB1-домен 2
пісочний — RPB1-домен 3
блактиний — RPB1-домен 4
коричневий — RPB1-домен 6
рожевий — RPB1 CTD.
  • RPB1 (ДНК-залежна РНК-полімераза субодиниця 1) — ензим, що в людському геномі кодується геном POLR2A та геном RPO21 у дріжджах. RPB1 — це найбільша субодиниця РНК-полімерази II. В поєднанні з деякими іншими субодиницями RPB1 утворює ДНК-зв'язуючий сайт полімерази — заглиблення, в якому ДНК зчитується у молекулу РНК.[8] Основними партнером по взаємодії є RPB8.[7]
    • Субодиниця RPB1 є найбільшою і містить C-кінцевий домен, що складається з великої кількості (до 52 одиниць у людини, 26 у дріжджів) семипептидних повторів Tyr1‑Ser2‑Pro3‑Thr4‑Ser5‑Pro6‑Ser7, які є критично важливими для полімеразної активності.[9] Загалом цей домен є досить еволюційно консервативним. Його модифікації, такі як фосфорилювання є важливими модифікаторами ативності полімерази. Так, при ініціації транскрипції важливим є високий рівень фосфорилювання Ser5 та низькі рівні фосфорилювання Tyr1 та Ser2, які повинні бути фосфорильовані, навпаки, для термінації транскрипції.[10]
      Також C-кінцевий домен є платформою для взаємодії з багатьма іншими білками, які беруть участь у транскрипції та процесингу РНК: у кепуванні, сплайсингу, поліаденілуванні тощо[10].
  • RPB2-субодиниця кодується геном POLR2B та є другою за величиною у комплексі РНК-полімерази ІІ. В поєднанні з як мінімум двома іншими субодиницями утворює структуру, яка підтримує контакт між ДНК-матрицею та новосинтезованою РНК в активному сайті полімерази.[11]
  • RPB3-субодиниця кодується геном POLR2C та є третьою за величиною в комплексі. Існує у вигляді гетеродимеру із субодиницею, підтримуючи архітектуру ядра полімерази. RPB3 взаємодіє з RPB1-5, 7, 10-12.[7]
  • RPB4 — четверта за величиною субодиниця, кодується геном POLR2D,[12] виконує стабілізаційні функції.
  • RPB5 — кодується геном POLR2E. В РНК-полімеразі II присутні дві такі субодиниці.[13] RPB5 безпосередньо взаємодіє з RPB1, RPB3, та RPB6.[7]
  • RPB6 кодується геном POLR2F — стабілізує положення комплексу на ДНК-матриці.[14]
  • RPB7 — кодується геном POLR2G та ймовірно грає роль в регуляції активності полімерази.[15] RPB7 взаємодіє з RPB1 та RPB5.[7]
  • RPB8 (ген POLR2H) — взаємодіє із субодиницями RPB1-3, 5, та 7.[7]
  • RPB9 — заглиблення, в яке входить ДНК-матриця і де вона зчитується (транскрибується) в РНК-продукт; утворене субодиницями RPB9 (ген POLR2I) та RPB1.
  • RPB10 — кодується геном POLR2L. Взаємодіє з субодиницями RPB1-3 та 5, а також сильно з RPB3.[7]
  • RPB11 — у людини складається з трьох менших субодиниць: POLR2J (RPB11-a), POLR2J2 (RPB11-b), та POLR2J3[16] (RPB11-c).
  • RPB12 — субодиниця взаємодіє з RPB3 та RPB12 (ген POLR2K).[7]

Утворення

RPB3 бере участь в ассемблінгу РНК-полімерази II.[17] Субодиниці RPB2 та RPB3 поєднуються одразу після біосинтезу складових частин полімерази.[17] Вони в свою чергу взаємодіють з RPB1.[17] RPB3, RPB5, та RPB7 взаємодіють самі з собою, утворюючи гомодимери, після чого RPB3 разом із RPB5 мають змогу об'єднати всі інші субодиниці, окрім RPB9.[7] Тільки RPB1 сильно взаємодіє з RPB5.[7] Субодиниця RPB1 контактує з RPB7, RPB10, а також деякою мірою з RPB8.[7] Як тільки RPB1 приєднується до комплексу, інші субодиниці, такі як RPB5 та RPB7, можуть також входити до його складу; в свою чергу RPB5 приєднується до RPB6 та RPB8, а RPB3 приєднується до RPB10, RPB 11, та RPB12.[7] RPB4 та RPB9 приєднуються на завершальній фазі ассемблінгу. RPB4 зв'язується з RPB7.[7]

Голоензим

Голоензим РНК-полімерази ІІ — це комплекс, що складається з власне полімерази, факторів транскрипції та інших регуляторних білків для ініціації транскрипції на промоторах протеїн-кодуючих генів.[6] 

Частина голоензиму має назву комплекс преініціації (the preinitiation complex), тому що саме цей комплекс білків утворюється перед початком транскрипції. Медіатор (the mediator complex) грає роль посередника між РНК-полімеразою ІІ та факторами транскрипції.

Залежність від будови хроматину

Активність РНК-полімерази ІІ є опосередковано залежною від локальної структури хроматину, а саме до пост-трансляційних модифікацій гістонів.

Посилання
  1. Meyer PA, Ye P, Zhang M, Suh MH, Fu J (Jun 2006). Phasing RNA polymerase II using intrinsically bound Zn atoms: an updated structural model. Structure. 14 (6): 973–82. PMID 16765890. doi:10.1016/j.str.2006.04.003.
  2. Kornberg R (1999).
  3. Sims, R. J. 3rd; Mandal, S. S.; Reinberg, D. (June 2004).
  4. Carrie Bernecky, Franz Herzog, Wolfgang Baumeister, Jürgen M. Plitzko, Patrick Cramer. Structure of transcribing mammalian RNA polymerase II // Nature. — 2016. — Vol. 529. — P. 551–554. — DOI:10.1038/nature16482.
  5. Sawadogo M, Sentenac A (1990).
  6. Myer VE, Young RA (October 1998).
  7. Acker J, de Graaff M, Cheynel I, Khazak V, Kedinger C, Vigneron M (Jul 1997).
  8. «Entrez Gene: POLR2A polymerase (RNA) II (DNA directed) polypeptide A, 220kDa».
  9. Brickey WJ, Greenleaf AL (June 1995).
  10. Odil Porrua & Domenico Libri (March 2015). Transcription termination and the control of the transcriptome: why, where and how to stop. Nature reviews. Molecular cell biology 16 (3): 190–202. PMID 25650800. doi:10.1038/nrm3943.
  11. «Entrez Gene: POLR2B polymerase (RNA) II (DNA directed) polypeptide B, 140kDa».
  12. Khazak V, Estojak J, Cho H, Majors J, Sonoda G, Testa JR, Golemis EA (May 1998).
  13. «Entrez Gene: POLR2E polymerase (RNA) II (DNA directed) polypeptide E, 25kDa».
  14. «Entrez Gene: POLR2F polymerase (RNA) II (DNA directed) polypeptide F».
  15. «Entrez Gene: POLR2G polymerase (RNA) II (DNA directed) polypeptide G».
  16. «POLR2J3 polymerase (RNA) II (DNA directed) polypeptide J3».
  17. Kolodziej PA, Young RA (Sep 1991).
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.