Preiniciační komplex transkripce - Transcription preinitiation complex

Přehled duplikace chromozomů v buněčném cyklu

The preiniciační komplex (zkráceně OBR) je komplex přibližně 100 bílkoviny to je nezbytné pro transkripce kódování bílkovin geny v eukaryoty a archaea. Pozice komplexu preiniciace RNA polymeráza II na gen stránky zahájení transkripce, denaturace the DNA a umístí DNA do RNA polymerázy II Aktivní stránky pro přepis.[1][2][3][4]

Minimální PIC zahrnuje RNA polymerázu II a šest obecné transkripční faktory: TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, a TFIIH. Další regulační komplexy (např prostředník koaktivátor[5] a remodelace chromatinu komplexy) mohou být také složkami PIC.

Shromáždění

Hlavní článek: Holoenzym RNA polymerázy II § Shromáždění PIC
Zahájení replikace DNA

Klasický pohled na tvorbu PIC u promotora zahrnuje následující kroky:

  • Protein vázající TATA (TBP, podjednotka TFIID) váže promotér, čímž se vytvoří ostrý ohyb v promotorové DNA.
    • Zvířata mají některé faktory související s TBP (TRF; TBPL1 /TBPL2 ). Mohou nahradit TBP v některých zvláštních kontextech.[6]
  • TBP rekrutuje TFIIA, poté TFIIB, do promotéru.
  • TFIIB rekrutuje RNA polymerázu II a TFIIF do promotoru.
  • TFIIE se připojuje k rostoucímu komplexu a rekrutuje TFIIH, který má aktivitu proteinkinázy (fosforyluje RNA polymerázu II v CTD) a aktivitu DNA helikázy (odvíjí DNA na promotoru). Také získává opravné proteiny s nukleotidovou excizí.
  • Podjednotky v rámci TFIIH, které mají ATPáza a helikáza aktivita vytvořit negativní superhelical napětí v DNA.
  • Negativní superhelikální napětí způsobí přibližně jedno otočení DNA odpočinout si a tvoří transkripční bublina.
  • Řetězcové vlákno transkripční bubliny je v záběru s aktivním místem RNA polymerázy II.
  • Začíná syntéza RNA.
  • Po syntéze ~ 10 nukleotidů RNA a povinné fázi několika neúspěšných transkripčních cyklů uniká RNA polymeráza II z promotorové oblasti, aby přepsala zbytek genu.

Alternativní hypotéza sestavy PIC předpokládá nábor předem sestavené “Holoenzym RNA polymerázy II „přímo na promotor (složený ze všech nebo téměř všech GTF a RNA polymerázy II a regulačních komplexů) podobným způsobem jako bakteriální RNA polymeráza (RNAP).

Jiné preiniciační komplexy

Archaea mají preiniciační komplex podobný komplexu minimalizovaného PIC II PIC s TBP a Archaeal transkripční faktor B (TFB, homolog TFIIB). Sestava sleduje podobnou sekvenci, počínaje TBP vazbou na promotor. Zajímavým aspektem je, že celý komplex je vázán v inverzní orientaci ve srovnání s těmi, které se nacházejí v eukaryotickém PIC.[7] Používají také TFE, homolog TFIIE, který pomáhá při zahájení transkripce, ale není vyžadován.[8][9]

Hlavní články: RNA polymeráza I § Zahájení, a RNA polymeráza III § Zahájení

Zahájení Pol I začíná UBTF (UBF) rozpoznávající řídicí prvek proti proudu (UCE) umístěný přibližně ~ 100 až 200 bp proti proudu. Přijímá Selektivní faktor 1 (TIF-IB), což je komplex TBP a tří jednotek Faktor související s TBP. UBF poté rozpozná základní ovládací prvky. Fosforylovaný RRN3 (TIF-IB) váže Pol I. Celý komplex rozpoznává UBF / SL1, váže se na něj a začíná přepisovat. Přesné použití podjednotek se u různých organismů liší.[10]

Pol III má tři třídy iniciace, které začínají různými faktory rozpoznávajícími různé ovládací prvky, ale všechny konvergují na TFIIIB (podobně jako TFIIB-TBP; skládá se z TBP / TRF, Faktor související s TFIIB a B ″ jednotka ) nábor preiniciačního komplexu Pol III. Celková architektura se podobá architektuře Pol II. Během prodloužení musí zůstat připojen pouze TFIIIB.[11]

Reference

  1. ^ Lee TI, Young RA (2000). "Transkripce genů kódujících eukaryotický protein". Výroční přehled genetiky. 34: 77–137. doi:10.1146 / annurev.genet.34.1.77. PMID  11092823.
  2. ^ Kornberg RD (Srpen 2007). „Molekulární základ eukaryotické transkripce“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 104 (32): 12955–61. Bibcode:2007PNAS..10412955K. doi:10.1073 / pnas.0704138104. PMC  1941834. PMID  17670940.
  3. ^ Kim TK, Lagrange T, Wang YH, Griffith JD, Reinberg D, Ebright RH (Listopad 1997). "Trajektorie DNA v preiniciačním komplexu transkripce RNA polymerázy II". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 94 (23): 12268–73. Bibcode:1997PNAS ... 9412268K. doi:10.1073 / pnas.94.23.12268. PMC  24903. PMID  9356438.
  4. ^ Kim TK, Ebright RH, Reinberg D (květen 2000). "Mechanismus tání promotoru závislého na ATP transkripčním faktorem IIH". Věda. 288 (5470): 1418–22. Bibcode:2000 sci ... 288,1418 tis. doi:10.1126 / science.288.5470.1418. PMID  10827951.
  5. ^ Allen BL, Taatjes DJ (2015). „Komplex Mediator: centrální integrátor transkripce“. Recenze přírody. Molekulární buněčná biologie. 16 (3): 155–66. doi:10.1038 / nrm3951. PMC  4963239. PMID  25693131.
  6. ^ Duttke, SH (březen 2015). „Vývoj a diverzifikace bazálního transkripčního aparátu“. Trendy v biochemických vědách. 40 (3): 127–9. doi:10.1016 / j.tibs.2015.01.005. PMC  4410091. PMID  25661246.
  7. ^ Bell, SD; Jackson, SP (červen 1998). "Přepis a překlad v Archaei: mozaika eukaryálních a bakteriálních znaků". Trendy v mikrobiologii. 6 (6): 222–8. doi:10.1016 / S0966-842X (98) 01281-5. PMID  9675798.
  8. ^ Hanzelka, BL; Darcy, TJ; Reeve, JN (březen 2001). „TFE, archaální transkripční faktor v Methanobacterium thermoautotrophicum související s eukaryalním transkripčním faktorem TFIIEalpha“. Journal of Bacteriology. 183 (5): 1813–8. doi:10.1128 / JB.183.5.1813-1818.2001. PMC  95073. PMID  11160119.
  9. ^ Gehring, Alexandra M .; Walker, Julie E .; Santangelo, Thomas J .; Margolin, W. (15. července 2016). „Regulace transkripce v Archaei“. Journal of Bacteriology. 198 (14): 1906–1917. doi:10.1128 / JB.00255-16. PMC  4936096. PMID  27137495.
  10. ^ Grummt, Ingrid (15. července 2003). „Život na vlastní planetě: regulace transkripce RNA polymerázy I v nukleolu“. Geny a vývoj. 17 (14): 1691–1702. doi:10.1101 / gad.1098503R. PMID  12865296.
  11. ^ Han, Y; Yan, C; Fishbain, S; Ivanov, já; On, Y (2018). „Strukturální vizualizace transkripčních strojů RNA polymerázy III“. Objev buněk. 4: 40. doi:10.1038 / s41421-018-0044-z. PMC  6066478. PMID  30083386.

externí odkazy