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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: 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.