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RNA polimerasi eucariotiche
L'RNA polimerasi (RNAP) è conservata in tutti gli animali, con RNAP batterici, archaeali ed eucariotici che condividono significative somiglianze di s…
Gli eucarioti hanno tre differenti RNA polimerasi-RNA polimerasi I, II e III. Sono strutturalmente simili tra loro e condividono caratteristiche comuni con le RNA polimerasi procariotiche;tuttavia, essi trascrivono classi diverse di RNA. L'RNA polimerasi I trascrive la maggior parte dei geni RNA ribosomali, mentre RNA polimerasi III trascrive i geni 33.460:00:27.310 00:00:00 tRNA, alcuni snRNA e altri geni piccoli RNA.
La maggior parte delle proteine che codificano i geni dell'RNA sono trascritte da RNA polimerasi II.Il dominio carbossiterminale dell'RNA polimerasi II funge da sito di legame per diversi fattori di trascrizione che regolano la sua attività enzimatica. Il legame di questi fattori dipende dal modello di fosforilazione di questo dominio. Il promotore più studiato, per l'RNA polimerasi II, è chiamato TATA box.
Ha una sequenza di DNA conservata, più comunemente TATAAA, che è solitamente localizzato 25 nucleotidi a monte dal sito di inizio della trascrizione. L'RNA polimerasi II è guidata al sito promotore da un insieme di proteine note come i fattori di trascrizione generale. In particolare, il fattore di trascrizione II o TFII con varianti A, B, D, e, F, E H.La trascrizione inizia con il legame di TFIID a TATA box.
La TATA box binding Protein-o TBP, che è un componente di TFIID-riconosce la sequenza di DNA della TATA box. Successivamente, TBP si associa a TFIIA e TFIIB, costruendo una piattaforma per RNA polimerasi da assemblare con TFIIF nel sito promotore. Infine, TFIIE e TFIIH uniscono queste componenti per formare il complesso di iniziazione;TFIIH, in seguito, svolge il DNA duplex intorno al sito di partenza e fosforila il dominio C-terminale della RNA polimerasi.
Questa fosforilazione cambia la conferma della polimerasi, consentendogli di liberarsi dal complesso di iniziazione e di iniziare la trascrizione nel sito di partenza. Una volta che la RNA polimerasi II ha iniziato a sintetizzare l'RNA trascritto, la maggior parte dei fattori generali di trascrizione sono rilasciati dal DNA.
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Q1: What are the three eukaryotic RNA polymerases and what do they transcribe?
Eukaryotes have three RNA polymerases with distinct roles. RNA Polymerase I transcribes most ribosomal RNA genes. RNA Polymerase III transcribes transfer RNA genes, some small nuclear RNA, and other small RNA genes. RNA Polymerase II transcribes the majority of protein-encoding genes. Though structurally similar to each other and to bacterial polymerases, each specializes in different RNA classes.
Q2: How does the carboxy-terminal domain of RNA Polymerase II regulate transcription?
The carboxy-terminal domain of RNA Polymerase II serves as a binding site for transcription factors that regulate its enzymatic activity. The binding of these factors depends on the phosphorylation pattern of this domain. This phosphorylation-dependent mechanism allows precise control of transcription initiation and elongation in eukaryotes.
Q3: What role do transcription factors play in eukaryotic RNA polymerase function?
All three eukaryotic RNA polymerases require specific transcription factors to function properly. These proteins remain attached to the RNA polymerase to guide the direction of RNA synthesis on the template DNA strand. The TATA-binding protein is common to all three polymerases, ensuring coordinated regulation of different gene classes.
Q4: How does poly(A) dependent termination work in eukaryotes?
Poly(A) dependent termination combines polyadenylation of the mRNA transcript with RNA Polymerase II termination. While the polymerase continues transcribing past the gene end, the transcript is cleaved at an internal site. The upstream part is released and receives a poly(A) tail, while a 5'-exonuclease digests the downstream product, helping the polymerase dissociate from the DNA template.
Q5: Why do eukaryotic RNA polymerases need to disassemble after transcription?
Once RNA strand elongation is complete, the RNA polymerase and associated transcription factors must disassemble and release the mRNA transcript. This release is essential for mRNA processing and export from the nucleus. Unlike bacterial polymerases that terminate at specific sequences, eukaryotic polymerases require coordinated cleavage and exonuclease activity to properly terminate and release the transcript.
Q6: How do eukaryotic and bacterial RNA polymerases compare structurally?
Eukaryotic RNA polymerases share significant structural and sequence similarities with bacterial RNA polymerase. RNA Polymerase II is most similar to bacterial RNAP in terms of structural organization and folding topologies of enzyme subunits. However, despite these structural similarities, their mechanisms of action differ substantially, particularly in transcription initiation, elongation, and termination processes.
Q7: What is the key difference between eukaryotic and bacterial transcription termination?
Bacterial genes contain specific DNA sequences that direct RNA polymerase to terminate at precise locations. In contrast, protein-encoding genes transcribed by eukaryotic RNA Polymerase II lack these specific termination sequences. Instead, eukaryotes rely on poly(A) dependent termination, which combines transcript cleavage with polyadenylation and exonuclease digestion to terminate transcription.