8.10: Эукариотические РНК-полимеразы

РНК-полимераза (РНКпол) консервативна у всех животных, причем бактериальные, архейные и эукариотические РНКпол имеют значительное сходство в последовательности, структуре и функциональности. Среди трех эукариотических РНКпол РНК-полимераза II наиболее похожа на бактериальную РНКпол с точки зрения как структурной организации, так и топологии складывания субъединиц фермента. Однако это сходство не отражается в механизме их действия.

Все три эукариотических РНКпол требуют определенных факторов транскрипции, из которых ТАТА-связывающий белок является общим для всех. Эти белки остаются прикрепленными к РНКпол и определяют направление синтеза РНК на цепи ДНК-матрицы.

Как только РНКпол начинает элонгацию, факторы транскрипции высвобождаются с ДНК, так что они могут инициировать еще один раунд транскрипции с новой молекулой РНК-полимеразы. Теперь РНКпол прочно связывается с матрицей ДНК и продолжает синтезировать РНК транскрипт длинных последовательностей на больших расстояниях, не отделяясь от ДНК.

В отличие от сигналов терминации, кодируемых бактериальными генами, белок-кодирующие гены, транскрибируемые РНК-полимеразой II, не имеют специфических последовательностей, которые заставляют фермент прекращать работу в определенных местах. Наиболее распространенный путь терминации, известный как поли(A)-зависимая терминация, сочетает полиаденилирование транскрипта мРНК с терминацией РНКпол. При этом, в то время как РНК-полимераза II продолжает транскрибировать РНК, иногда до тысяч пар оснований после конца последовательности гена, транскрипт разрезается во внутреннем сайте. Таким образом, вышележащая часть транскрипта высвобождается, и полиадениловый хвост может быть добавлен к 3’-концу разрезанного транскрипта. Продукт разрезания, лежащий ниже, переваривается 5′-экзонуклеазой, пока он все еще транскрибируется РНК-полимеразой II. Когда 5′-экзонуклеаза переваривает весь оставшийся транскрипт, она помогает РНКпол диссоциировать от цепи ДНК матрицы, таким образом завершая транскрипцию.