Back to chapter

8.8:

Ökaryotik RNA Polimerazları

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Eukaryotic RNA Polymerases

Languages

Share

Ökaryotlarda üç farklı RNA polimeraz vardır:RNA polimeraz I, II ve III. Bunlar yapısal olarak birbirine benzerler ve prokaryotik RNA polimerazlarla ortak özelliklere sahiptirler. Bununla birlikte, farklı RNA sınıflarını transkribe ederler.RNA polimeraz I, ribozomal RNA genlerinin çoğunu transkribe ederken, RNA polimeraz III, tRNA genlerini, bazı snRNA’yı ve diğer küçük RNA genlerini transkribe eder. Protein kodlayan RNA genlerinin çoğu, RNA polimeraz II tarafından transkribe edilir. RNA polimeraz II’nin karboksi terminal bölgesi, enzimatik aktivitesini düzenleyen birçok transkripsiyon faktörü için bir bağlanma yeri görevi görür.Bu faktörlerin bağlanması, bu bölgenin fosfatlanma modeline bağlıdır. RNA polimeraz II için, en iyi çalışılmış başlatıcının adı TATA kutusudur. TATA kutusu, korunmuş bir DNA dizisine sahiptir;bu dizilerin en yaygını TATAAA’dır ve genellikle transkripsiyon başlangıç yerinden upstream yönde 25 nükleotid uzaklıkta bulunur.RNA polimeraz II, genel transkripsiyon faktörleri olarak bilinen bir grup protein tarafından başlatıcı bölgesine yönlendirilir. Tam olarak belirtmek gerekirse bunlar;A, B, D, E, F ve H varyantlarına sahip transkripsiyon faktörü II’dir Transkripsiyon, TFIID’nin TATA kutusuna bağlanmasıyla başlar. TFIID’nin bir bileşeni olan TATA kutusu Bağlanma Proteini TATA kutusu DNA dizisini tanır.Daha sonra TBP, TFIIA ve TFIIB ile birleşerek RNA polimerazın başlatıcı bölgesinde TFIIF ile birleşmesi için bir platform oluşturur. Son olarak, TFIIE ve TFIIH, bu bileşenleri birleştirerek başlatma kompleksini oluşturur. Daha sonra TFIIH, başlangıç yeri etrafındaki DNA dupleksinin sarımını çözer ve RNA polimerazın C-terminal bölgesini fosfatlar.Bu fosfatlama, polimerazın yapısını değiştirerek, başlangıç kompleksinden serbest bırakılmasına ve başlangıç bölgesinde transkripsiyona başlamasına izin verir. RNA polimeraz II, RNA transkriptini sentezlemeye başladığında, genel transkripsiyon faktörlerinin çoğu DNA’dan serbest bırakılır.

8.8:

Ökaryotik RNA Polimerazları

RNA Polimeraz (RNAP), önemli sekans, yapısal ve işlevsel benzerlikleri paylaşan bakteriyel, arkel ve ökaryotik RNAP'ler ile tüm hayvanlarda korunur. Üç ökaryotik RNAP arasında, RNA Polimeraz II, enzim alt birimlerinin hem yapısal organizasyonu hem de katlama topolojileri açısından bakteriyel RNAP'ye en çok benzerdir. Ancak, bu benzerlikler eylem mekanizmalarına yansımaz.

Üç ökaryotik RNAP'nin tümü, TATA bağlayıcı proteinin herkes için ortak olduğu spesifik transkripsiyon faktörleri gerektirir. Bu proteinler, şablon DNA zincirinde RNA sentezinin yönünü yönlendirmek için RNAP'ye bağlı kalır.

RNAP uzamaya başladığında, transkripsiyon faktörleri DNA'dan salınır, böylece yeni bir RNA polimeraz molekülü ile başka bir transkripsiyon turu başlatabilirler. RNAP artık DNA şablonuna güçlü bir şekilde bağlanır ve DNA'dan ayrılmadan uzun diziler için uzun mesafeler için RNA transkriptini sentezlemeye devam eder.

Bakteriyel genler tarafından kodlanan sonlandırma sinyallerinin aksine, RNA Polimeraz II tarafından kopyalanan protein kodlayan genler, enzimi kesin konumlarda sonlanmaya yönlendiren özel dizilerden yoksundur. Poli (A) bağımlı sonlandırma olarak bilinen en yaygın sonlandırma yolu, mRNA transkriptinin poliadenilasyonunu RNAP sonlandırmasıyla birleştirir. Burada, RNA Polimeraz II, RNA'yı transkribe etmeye devam ederken, bazen gen dizisinin sonundan binlerce baz çifti geçerken, transkript bir iç bölgede bölünür. Böylece, transkriptin yukarı akış kısmı serbest bırakılır ve bir poliadenin kuyruğu, bölünmüş transkriptin 3’ ucuna eklenebilir. Aşağı akış klevaj ürünü, hala RNA Polimeraz II tarafından transkribe edilirken 5′-eksonükleaz tarafından sindirilir. 5′-eksonükleaz kalan tüm transkriptleri sindirdiğinde, RNAP'nin kendi DNA şablon ipliğinden ayrılmasına yardımcı olur ve böylece transkripsiyonu tamamlar.

Suggested Reading

  1. Minakhin, Leonid, Sechal Bhagat, Adrian Brunning, Elizabeth A. Campbell, Seth A. Darst, Richard H. Ebright, and Konstantin Severinov. "Bacterial RNA polymerase subunit ω and eukaryotic RNA polymerase subunit RPB6 are sequence, structural, and functional homologs and promote RNA polymerase assembly." Proceedings of the National Academy of Sciences 98, no. 3 (2001): 892-897.
  2. Cooper GM. "The Cell: A Molecular Approach." 2nd edition. Sunderland (MA): Sinauer Associates; (2000). Eukaryotic RNA Polymerases and General Transcription Factors.
  3. Kuehner, Jason N., Erika L. Pearson, and Claire Moore. "Unravelling the means to an end: RNA polymerase II transcription termination." Nature reviews Molecular cell biology 12, no. 5 (2011): 283-294.