Mesin Transkripsi Eukariotik

Eukariota mentranskripsi genomnya dengan tiga RNA polimerase yang bergantung pada DNA nuklir, di mana RNA polimerase II mentranskripsi semua gen pengode protein dan banyak RNA non-pengode. Berbeda dengan enzim bakteri yang relatif mandiri, polimerase eukariotik membutuhkan rakitan besar faktor aksesori untuk mengenali promotor, berkumpul di situs awal, dan melanjutkan melalui kromatin.

Definition

RNA polimerase II adalah RNA polimerase eukariotik yang bergantung pada DNA yang mentranskripsi prekursor RNA duta dan banyak RNA non-pengode; mesin transkripsi eukariotik adalah polimerase bersama dengan faktor transkripsi umum, Mediator, dan protein terkait yang merakit dan mengatur transkripsi pada promotor.

Scope

Topik ini mencakup RNA polimerase eukariotik (dengan penekanan pada RNA polimerase II), faktor transkripsi umum dan kompleks pra-inisiasi yang mereka bentuk, koaktivator Mediator, dan transisi inisiasi, jeda, dan elongasi yang diatur. Ini diperlakukan pada tingkat referensi-edukasi dan bukan sebagai panduan klinis.

Core questions

• Bagaimana kompleks pra-inisiasi RNA polimerase II dirakit pada promotor?
• Peran apa yang dimainkan oleh faktor transkripsi umum dan kompleks Mediator?
• Bagaimana jeda proksimal-promotor dan kontrol elongasi mengatur transkripsi Pol II?

Key concepts

• RNA polimerase I, II dan III
• Faktor transkripsi umum (misalnya TFIID, TFIIB, TFIIE, TFIIF, TFIIH)
• Kompleks pra-inisiasi
• Kompleks Mediator
• Domain C-terminal (CTD) Pol II
• Jeda proksimal-promotor
• Penggabungan elongasi dengan pemrosesan RNA

Mechanisms

RNA polimerase II direkrut ke promotor sebagai bagian dari kompleks pra-inisiasi yang dirakit dari faktor transkripsi umum, yang mengenali elemen promotor inti, memposisikan polimerase, melelehkan DNA, dan memungkinkan sintesis dimulai; kompleks Mediator menjembatani aktivator spesifik gen ke mesin ini. Setelah inisiasi, Pol II sering berhenti tepat di hilir situs awal dan memerlukan faktor lebih lanjut untuk memasuki elongasi produktif, di mana keadaan fosforilasi domain C-terminal polimerase mengoordinasikan capping, splicing, dan pemrosesan ujung 3' transkrip. Struktur atom RNA polimerase II mengungkapkan celah, penjepit, dan situs aktif yang terkonservasi yang mendasari langkah-langkah ini, dibangun di atas penemuan asli bahwa eukariota menggunakan beberapa polimerase khusus.

Clinical relevance

Komponen mesin transkripsi eukariotik, termasuk subunit Mediator dan kinase yang mengontrol jeda dan elongasi, terlibat dalam kanker dan gangguan perkembangan dan dipelajari sebagai target obat; penghambat Pol II α-amanitin adalah agen eksperimental dan toksikologi klasik. Entri ini menjelaskan mekanisme-mekanisme ini pada tingkat referensi dan bukan dasar untuk keputusan pengobatan.

History

Pengakuan bahwa eukariota memiliki beberapa RNA polimerase (Roeder dan Rutter, 1969) membuka studi tentang aparatus transkripsi multi-komponen yang berdedikasi. Rekonstitusi selanjutnya dari faktor transkripsi umum, penemuan kompleks Mediator, dan struktur resolusi tinggi RNA polimerase II (Cramer et al., 2001) membentuk gambaran mekanistik yang sekarang diorganisasikan di bawah topik ini, dengan kontrol elongasi muncul sebagai lapisan regulasi utama.

Key figures

• Robert G. Roeder
• Roger Kornberg
• Patrick Cramer
• John T. Lis

Seminal works

• roeder-rutter-1969
• cramer-2001
• soutourina-2018

Frequently asked questions

Mengapa eukariota memiliki tiga RNA polimerase?

Pekerjaan transkripsi dibagi: RNA polimerase I membuat sebagian besar RNA ribosom, RNA polimerase II membuat RNA duta dan banyak RNA non-pengode, dan RNA polimerase III membuat RNA transfer dan RNA kecil lainnya, masing-masing dengan mesinnya sendiri.

Apa itu kompleks pra-inisiasi?

Ini adalah rakitan RNA polimerase II bersama dengan faktor transkripsi umum pada promotor yang memposisikan enzim, membuka DNA, dan mempersiapkannya untuk memulai transkripsi.