ARN polimeraza II
Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de
versiunea revizuită la 3 octombrie 2017; verificările necesită
12 modificări .
ARN polimeraza II este o enzimă eucariotă care catalizează transcripția ADN-ului , sintetizează precursorii ARNm și majoritatea snARN -urilor și microARN -urilor [2] [3] . Această polimerază este un complex de 550 kDa format din 12 subunități. ARN polimeraza II este cel mai studiat tip de ARN polimerază. Necesită o gamă largă de factori de transcripție pentru a se lega de gene în amonte de promotori și pentru a iniția transcripția.
Subunități
Subunitățile de bază ale ARN polimerazei II au fost izolate folosind teste de transcripție [5] . Enzima izolată are de obicei 10-12 subunități (12 la om și drojdie) și nu este capabilă de recunoaștere specifică a promotorului [6] . Multe interacțiuni între subunitățile sale sunt deja cunoscute [7] .
- Subunitatea RPB1 dependentă de ADN a ARN polimerazei II este o enzimă care este codificată de gena POLR2A la om și RPO21 la drojdie. RPB1 este cea mai mare subunitate a ARN polimerazei II. Domeniul său C-terminal , care combină până la 52 de repetări heptapeptidice (YSPTSPS), care sunt necesare pentru activitatea polimerazei [8] . În combinație cu un număr de alte subunități de polimerază, formează domeniul de legare la ADN-ul polimerazei, în care matrița ADN este transcrisă în ARN [9] . Această subunitate interacționează cu RPB8 [7] .
- RPB2 ( POLR2B ) este a doua subunitate ca mărime, care, în combinație cu cel puțin alte două subunități de polimerază, formează o structură care menține contactul între matrița ADN și ARN-ul nou sintetizat în situsul activ al enzimei [10] .
- RPB3 ( POLR2C ) este a treia subunitate ca mărime. Există ca heterodimer cu o altă subunitate de polimerază, POLR2J , formând ansamblul principal. RPB3 interacționează cu RPB1-5, 7, 10-12 [7] .
Subunitatea B4 a ARN polimerazei II (RPB4) , codificată de gena POLR2D [11] , este a patra subunitate ca mărime și poate juca un rol în protecția la stres.
RPB5 la om este codificat de gena POLR2E . Două molecule din această subunitate sunt prezente în fiecare ARN polimerază II [12] . RPB5 interacționează puternic cu RPB1, RPB3 și RPB6 [7] .
- RPB6 ( POLR2F ) formează o structură cu cel puțin alte două subunități care stabilizează transcripția polimerazei pe matrița ADN [13] .
RPB7 este codificat de gena POLR2G și poate juca un rol în reglarea funcțiilor polimerazei [14] . RPB7 interacționează cu RPB1 și RPB5 [7] .
- RPB8 ( POLR2H ) interacționează cu subunitățile RPB1-3, 5 și 7 [7] .
- RPB9 , canalul în care matrița ADN este transcrisă în ARN, constă din RPB9 ( POLR2I ) și RPB1.
- RPB10 este un produs al genei POLR2L . Interacționează cu RPB1-3 și 5 și puternic cu RPB3 [7] .
- RPB11 — Subunitatea RPB11 în sine constă din trei subunități la oameni: POLR2J (RPB11-a), POLR2J2 (RPB11-b) și POLR2J3 [15] (RPB11-c).
- RPB12 interacționează cu RPB3 ( POLR2K ) [7] .
Asamblare
RPB3 este implicat în asamblarea ARN polimerazei II [16] . Subcomplexul RPB2 și RPB3 apare la scurt timp după sinteza subunității [16] . Acest complex interacționează ulterior cu RPB1 [16] . RPB3, RPB5 și RPB7 interacționează între ele pentru a forma homodimeri, iar RPB3 și RPB5 împreună sunt capabili să se lege la toate celelalte subunități RPB, cu excepția RPB9. [7] Doar RPB1 se leagă puternic de RPB5 [7] . Subunitatea RPB1 contactează și RPB7, RPB10, deși este mai slabă decât cu RPB8, cu care are cel mai eficient contact [7] . După complexul RPB1, pot intra și alte subunități, cum ar fi RPB5 și RPB7, unde RPB5 se leagă de RPB6 și RPB8 și RPB3 furnizează RPB10, RPB 11 și RPB12. [7] RPB4 și RPB9 pot fuziona numai atunci când aproape întregul complex este asamblat. RPB4 formează un complex cu RPB7 [7] .
Cinetica
O enzimă poate cataliza până la câteva milioane de reacții pe secundă. Viteza enzimei depinde de compoziția soluției și de concentrația substratului. Ca și alte enzime, POLR2 are o curbă de saturație și o rată maximă ( V max ). Are K m (concentrația de substrat necesară pentru a atinge jumătate de V max ) și k cat (numărul de molecule de substrat procesate de un loc activ pe secundă). Constanta specificată dă k cat / K m . Maximul teoretic pentru această constantă este în intervalul de la 10 8 la 10 9 (M – 1 s– 1 ), când fiecare ciocnire a enzimei cu substratul său duce la un act de cataliză. În drojdie, o mutație în domeniul Trigger-Loop al celei mai mari subunități poate altera cinetica enzimei [17] .
Numărul de turnover pentru ARN polimeraza II este de 0,16 s −1 din concentrație [18] . ARN polimeraza bacteriană, o rudă a ARN polimerazei II, comută între starea inactivată și cea activată prin translocare înainte și înapoi de-a lungul ADN-ului [19] . Concentrațiile de [NTP] eq = 10 μM GTP, 10 μM UTP, 5 μM ATP și 2,5 μM CTP produc o evaluare medie de alungire, un număr de rotație, ~1 pereche de baze (NTP) -1 pentru ARN polimeraza bacteriană [19] .
ARN polimeraza II este inhibată de α-amanitin [20] .
Holoenzima
Holoenzima ARN polimeraza II este o formă de ARN polimerază II eucariotă care este recrutată în celulele vii în promotorii genei proteice [6] . Constă din ARN polimerază II, un subset de factori de transcripție obișnuiți și proteine de reglementare cunoscute sub numele de proteine SRB.
Partea de asamblare a holoenzimei este denumită complex de preinițiere deoarece asamblarea sa are loc la locul promotorului genei înainte de inițierea transcripției . Complexul mediator acționează ca o punte între ARN polimeraza II și factorii de transcripție.
Controlul structurii cromatinei
aceasta[ ce? ] un rezumat al mecanismului prin care structurile cromatinei și modificarea post-translațională a histonelor ajută la reglarea transcripției genelor prin ARN polimeraza II, folosind exemplul celulelor de drojdie.
Acest[ ce? ] oferă exemple de reglementare în următoarele puncte de transcriere:
- Preinițiere (promovare pe Bre1, modificarea histonelor).
- Inițiere (promoția TFIIH, modificarea Pol II și promovarea COMPASS, modificarea histonelor).
- Alungire (avans de-a lungul Set2, modificări ale histonelor).
Vă rugăm să rețineți că aceasta[ ce? ] se referă la diferitele etape ale acesteia[ ce? ] proces ca etape de reglementare. aceasta[ ce? ] nu s-a dovedit a fi[ cine? ] sunt folosite pentru reglementare, dar este foarte probabil ca aceasta[ ce? ] deci.
Alungirea promotorului ARN Pol II poate fi rezumată în 3 clase:
- Factori dependenți de medicament/secvență (întârziere/afectare) (diverse proteine interferente).
- Structuri cromatinei orientate pe factori (modificatori de histonă post-transcripțional, cum ar fi histon-metiltransferaza).
- Factori ARN Pol II care îmbunătățesc calitatea transcripției (diverse proteine interferente și cofactori Pol II).
Complexe de proteine implicate
Factori care
vizează structurile cromatinei:
( (HMT-uri (Histone Methyltransferases)):
COMPASS§† - (Complex proteic înrudit cu Set1) - H3 histone metilat lizină
4. Set2 - H3 histon metilat lizină 36.
(exemplu interesant irelevant: Dot1 *‡ - metilatii ) 79 de histonă H3.)
(Altele): Bre1 - ubichinizează (adaugă ubiquitină ) la lizina 123 a histonei H2B. Asociat cu pre-inițierea și permite legarea ARN-ului Pol II.
CTD ARN polimeraza
Capătul C-terminal al RPB1 este adăugat pentru a forma un domeniu C-terminal (CTD). Domeniul carboxil-terminal al ARN polimerazei II conține de obicei până la 52 de repetări ale secvenței Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser. [21] Alte proteine se leagă adesea la domeniul C-terminal al ARN polimerazei pentru a activa activitatea polimerazei. Acesta este un domeniu proteic care este implicat în inițierea transcripției, limitarea transcriptului ARN și atașarea la spliceosome pentru splicing ARN . [opt]
Note
- ↑ Meyer P. A., Ye P., Zhang M., Suh M.-H., Fu J. Phasing ARN polymerase II using intrinsically bound Zn atoms: an updated structural model // Structure : journal. - 2006. - Iunie ( vol. 14 , nr. 6 ). - P. 973-982 . - doi : 10.1016/j.str.2006.04.003 . — PMID 16765890 .
- ↑ Kornberg R. Eukaryotic transcriptional control // Trends in Cell Biology : jurnal. - Cell Press , 1999. - Vol. 9 , nr. 12 . — P. M46 . - doi : 10.1016/S0962-8924(99)01679-7 . — PMID 10611681 .
- ↑ Sims RJ 3rd , Mandal SS , Reinberg D. Recent highlights of ARN-polymerase-II-mediated transcription. (Engleză) // Opinie actuală în biologia celulară. - 2004. - Vol. 16, nr. 3 . - P. 263-271. - doi : 10.1016/j.ceb.2004.04.004 . — PMID 15145350 .
- ^ Armache KJ, Mitterweger S., Meinhart A., Cramer P. Structures of complete ARN polymerase II and its subcomplex, Rpb4/7 // J Biol Chem : journal. - 2005. - 25 februarie ( vol. 280 , nr. 8 ). - P. 7131-7134 . - doi : 10.1074/jbc.M413038200 . — PMID 15591044 .
- ↑ Sawadogo M., Sentenac A. ARN polimeraza B(II) și factori generali de transcripție // Annu . Rev. Biochim. : jurnal. - 1990. - Vol. 59 . - P. 711-754 . doi : 10.1146 / annurev.bi.59.070190.003431 . — PMID 2197989 .
- ↑ 1 2 Myer V. E., Young R. A. ARN polimerază II holoenzime și subcomplexe // J. Biol. Chim. : jurnal. - 1998. - octombrie ( vol. 273 , nr. 43 ). - P. 27757-27760 . doi : 10.1074/ jbc.273.43.27757 . — PMID 9774381 .
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Acker J., de Graaff M., Cheynel I., Khazak V., Kedinger C., Vigneron M. Interactions between the human ARN polymerase II subunities // J. Biol. Chim. : jurnal. - 1997. - iulie ( vol. 272 , nr. 27 ). - P. 16815-16821 . doi : 10.1074 / jbc.272.27.16815 . — PMID 9201987 .
- ↑ 1 2 Brickey W. J., Greenleaf A. L. Studii funcționale ale domeniului de repetare carboxi-terminal al ARN polimerazei II Drosophila in vivo // Genetica: jurnal. - 1995. - iunie ( vol. 140 , nr. 2 ). - P. 599-613 . — PMID 7498740 .
- ↑ Gena Entrez: POLR2A polimerază (ARN) II (direcționată ADN) polipeptidă A, 220 kDa . (nedefinit)
- ↑ Gena Entrez: POLR2B polimerază (ARN) II (direcționată ADN) polipeptidă B, 140 kDa . (nedefinit)
- ↑ Khazak V., Estojak J., Cho H., Majors J., Sonoda G., Testa J. R., Golemis E. A. Analiza interacțiunii noii subunități ARN polimerazei II (pol II) hsRPB4 cu partenerul său hsRPB7 și cu pol II (engleză) // Mol. celulă. Biol. : jurnal. - 1998. - Mai ( vol. 18 , nr. 4 ). - P. 1935-1945 . — PMID 9528765 .
- ↑ Gena Entrez: POLR2E polimerază (ARN) II (direcționată ADN) polipeptidă E, 25 kDa . Arhivat din original pe 5 decembrie 2010. (nedefinit)
- ↑ Gena Entrez: POLR2F polimerază (ARN) II (direcționată ADN) polipeptida F. Arhivat din original pe 5 decembrie 2010. (nedefinit)
- ↑ Gena Entrez: POLR2G polimerază (ARN) II (direcționată ADN) polipeptidă G. (nedefinit)
- ↑ POLR2J3 polimerază (ARN) II (direcționată ADN) polipeptidă J3 . Preluat la 3 octombrie 2017. Arhivat din original la 21 octombrie 2018. (nedefinit)
- ↑ 1 2 3 Kolodziej P. A., Young R. A. Mutații în cele mai mari trei subunități ale ARN polimerazei II de drojdie care afectează ansamblul enzimei // Mol . celulă. Biol. : jurnal. - 1991. - Septembrie ( vol. 11 , nr. 9 ). - P. 4669-4678 . — PMID 1715023 .
- ↑ Kaplan, Craig. Disecția funcției de declanșare a buclei Pol II și a activității Pol II – Controlul dependent de selecția site-ului de pornire in vivo // PLoS Genetics : jurnal. - 2012. - 12 aprilie.
- ↑ Jin J., Dong W., Guarino L. A. Subunitatea LEF-4 a ARN polimerazei Baculovirus are activități ARN 5’-trifosfatază și ATPază // J. Virol. : jurnal. - 1998. - Decembrie ( vol. 72 , nr. 12 ). - P. 10011-10019 . — PMID 9811739 .
- ↑ 1 2 Abbondanzieri E. A., Greenleaf W. J., Shaevitz J. W., Landick R., Block S. M. Observarea directă a treptei perechilor de baze prin ARN polimerază // Nature : journal. - 2005. - noiembrie ( vol. 438 , nr. 7067 ). - P. 460-465 . - doi : 10.1038/nature04268 . — PMID 16284617 .
- ↑ Kaplan, Craig D. The ARN Polymerase II Trigger Loop Functions in Substrate Selection and is Direct Targeted by α-amanitin // Mol . celulă : jurnal. - 2008. - 6 iunie.
- ↑ Meinhart A., Cramer P. Recunoașterea domeniului carboxi-terminal ARN polimerazei II prin factorii de procesare a ARN-ului 3' // Nature : journal. - 2004. - iulie ( vol. 430 , nr. 6996 ). - P. 223-226 . - doi : 10.1038/nature02679 . — PMID 15241417 .