9.6
يتم حفظ بوليميريز الحمض النووي الريبي (RNAP) في جميع الحيوانات، حيث تتشارك إنزيمات RNAPs البكتيرية والعتيقة وحقيقية النواة في أوجه تشابه كبيرة في التس…
ـ تمتلك حقيقيات النوى ثلاث آر إن أيه بوليميرازيس مختلفة-آر إن أيه بوليميرازيس 1, 2 و3 وهي متشابهة من الناحية الهيكلية لبعضهم البعض ويشتركون فى ميزات شائعة مع بوليميرازيس بدائيات النوى آر إن إيه ومع ذلك،ينسخون فئات مختلفة من آر إن إيه. آر إن إيه بوليميراز 1 ينسخ معظم جينات الريبوسومال آر إن إيه بينما أر إن إيه بوليميراز 3 ينسخ جينات آر إن أيه الناقل بعض جينات إس إن آر إن أيه وبعض جينات آر إن إيه الصغيرة الأخرى. 00:00:33.460 00:00:36.580 غالبية جينات آر إن أيه التى تشفر بروتين يتم نسخها بواسطة بوليميراز آر إن إيه 2.
نطاق الكاربوكسي الطرفي لآر إن إيه بوليميراز 2 يعمل كموقع ربط لعديد من عوامل النسخ التى تنظم نشاطه الإنزيمي. 00:00:50.560 00:00:53.980 ربط هذه العوامل يعتمد على نمط الفسفرة لهذا النطاق. بالنسبة آر إن إيه بوليميراز 2 أفضل منظم مدروس يُسمى صندوق تاتا به تسلسل دى إن إيه محافظ الأكثر شيوعا تاتا, التي عادة ما تكون موجودة على بعد 25 نيوكليوتيدة من موقع بداية النسخ.
آر إن إيه بوليميراز 2 يتم توجيه لموقع المحفز بواسطة مجموعة من البروتينات المعروفة بعوامل النسخ العامة. على وجه التحديد،عامل النسخ 2 أو تى إف 2 مع بدائل أيه بى دى إيه إف و إتش تبدأ عملية النسخ بربط تى إف 2 دى إلى صندوق تاتا بروتين ربط صندوق تاتا او تى بى بى الذى هو مكوّن ال تى إف 2 دى يتعرف على تسلسل دى إن إيه الصندوقى تاتا. 00:01:50.260 00:01:55.240 بعد ذلك, تى بى بى ترتبط مع تى إف 2بى و تى إف2 أيه, 00:01:55.240 00:01:57.880 مكونا منطلق للآر إن إيه بوليميراز للتجميع مع تى إف 2 إف عند موقع المُحفّز وأخيراًينضم تى إف 2 إتش و تى إف 2 إيه إلى هذه المكونات لتشكيل مركب البدء.
ثم تى إف 2إتش يفك الدى إن إيه المزدوج حول موقع البدء و يفسفر النطاق سي الطرفي ل آر إن إيه بوليميراز هذه الفسفرة تغير تشكُل البوليميراز و تسمح بتحريره من مركب البدء ويبدء النسخ في موقع البداية. فور بدء آر إن إيه بوليميراز 2 تخليق نسخة آر إن أيه معظم عوامل النسخ العامة يتم إطلاقها من دى إن إيه.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: How many RNA polymerases do eukaryotes have and what are their main functions?
Eukaryotes contain three nuclear RNA polymerases: RNA Polymerase I synthesizes ribosomal RNA, RNA Polymerase II produces messenger RNA and most non-coding RNAs, and RNA Polymerase III generates transfer RNA and other small RNAs. Each polymerase recognizes distinct promoter elements and requires specific transcription factors for initiation.
Q2: What is the role of general transcription factors in eukaryotic transcription?
General transcription factors are required proteins that bind to promoter regions and facilitate RNA polymerase II recruitment and positioning at the transcription start site. They form a pre-initiation complex that enables accurate transcription initiation. These factors are essential for basal transcription of all protein-coding genes.
Q3: How do eukaryotic RNA polymerases differ from bacterial RNA polymerase?
Eukaryotic RNA polymerases are more complex than bacterial RNA polymerase and require multiple general transcription factors for initiation. Unlike bacterial polymerase, which recognizes promoters directly with sigma factors, eukaryotic polymerases depend on accessory proteins and chromatin structure to regulate transcription.
Q4: What role do RNA polymerase II accessory proteins play during transcription?
RNA polymerase II accessory proteins enhance transcription efficiency by facilitating polymerase recruitment, promoter clearance, and elongation. These proteins work with general transcription factors and mediator complexes to regulate gene expression in response to cellular signals and environmental conditions. They coordinate with other regulatory machinery.
Q5: How does chromatin structure affect eukaryotic transcription?
Chromatin structure regulates pre-mrna processing and transcription by controlling polymerase access to DNA. Tightly packed chromatin inhibits transcription, while open chromatin allows polymerase binding and RNA synthesis. Chromatin remodeling complexes and histone modifications dynamically regulate gene accessibility and transcriptional activity.
Q6: What happens to RNA polymerase II during transcription elongation?
During elongation, transcription elongation factors regulate RNA polymerase II progression along the DNA template. These factors help overcome pausing events and maintain productive transcription. Transcription elongation factors pausing rna polymerase activity allows cells to control gene expression timing and respond to regulatory signals.
Q7: Why do eukaryotic cells require multiple RNA polymerases instead of one?
Multiple RNA polymerases allow eukaryotes to independently regulate synthesis of different RNA types with specialized promoter recognition and factor requirements. This specialization enables precise control of ribosomal RNA, messenger RNA, and transfer RNA production, optimizing cellular protein synthesis and gene expression regulation.