Ökaryotik Transkripsiyon Mekanizması
Ökaryotlar genomlarını üç nükleer DNA'ya bağımlı RNA polimeraz ile transkribe etmektedir; bunlardan RNA polimeraz II, tüm protein kodlayan genleri ve birçok kodlamayan RNA'yı transkribe etmektedir. Nispeten kendi kendine yeten bakteriyel enzimin aksine, ökaryotik polimerazlar, promotörleri tanımak, başlangıç bölgesinde bir araya gelmek ve kromatin boyunca ilerlemek için geniş yardımcı faktör topluluklarına ihtiyaç duymaktadır.
Tanım
RNA polimeraz II, haberci RNA öncüllerini ve birçok kodlamayan RNA'yı transkribe eden ökaryotik DNA'ya bağımlı RNA polimerazdır; ökaryotik transkripsiyon mekanizması ise, polimerazın yanı sıra, bir promotörde transkripsiyonu bir araya getiren ve düzenleyen genel transkripsiyon faktörleri, Mediatör ve ilişkili proteinlerden oluşmaktadır.
Kapsam
Bu konu, ökaryotik RNA polimerazları (RNA polimeraz II'ye vurgu yaparak), genel transkripsiyon faktörlerini ve bunların oluşturduğu ön-başlangıç kompleksini, Mediatör koaktivatörünü ve başlangıç, duraklama ve uzamanın düzenlenmiş geçişlerini kapsamaktadır. Konu, referans-eğitim düzeyinde ele alınmakta olup klinik bir rehberlik olarak değerlendirilmemelidir.
Temel sorular
- RNA polimeraz II ön-başlangıç kompleksi bir promotörde nasıl bir araya gelmektedir?
- Genel transkripsiyon faktörleri ve Mediatör kompleksi hangi rolleri oynamaktadır?
- Promotöre yakın duraklama ve uzama kontrolü Pol II transkripsiyonunu nasıl düzenlemektedir?
Anahtar kavramlar
- RNA polimerazlar I, II ve III
- Genel transkripsiyon faktörleri (örn. TFIID, TFIIB, TFIIE, TFIIF, TFIIH)
- Ön-başlangıç kompleksi
- Mediatör kompleksi
- Pol II'nin C-terminal alanı (CTD)
- Promotöre yakın duraklama
- Uzamanın RNA işlenmesiyle eşleşmesi
Mekanizmalar
RNA polimeraz II, çekirdek-promotör elementlerini tanıyan, polimerazı konumlandıran, DNA'yı eriten ve sentezin başlamasına izin veren genel transkripsiyon faktörlerinden oluşan bir ön-başlangıç kompleksinin parçası olarak bir promotöre alınmaktadır; Mediatör kompleksi, gene özgü aktivatörleri bu mekanizmaya bağlamaktadır. Başlangıçtan sonra, Pol II genellikle başlangıç bölgesinin hemen aşağısında duraklamakta ve verimli uzamaya girmek için ek faktörlere ihtiyaç duymaktadır; bu süreçte polimerazın C-terminal alanının fosforilasyon durumu, transkriptin başlık takılması (capping), eklenmesi (splicing) ve 3'-uç işlenmesini koordine etmektedir. RNA polimeraz II'nin atomik yapısı, ökaryotların birden fazla özelleşmiş polimeraz kullandığına dair orijinal keşfe dayanarak, bu adımların temelini oluşturan korunmuş yarık, kıskaç ve aktif bölgeyi ortaya koymuştur.
Klinik önem
Mediatör alt birimleri ve duraklama ile uzamayı kontrol eden kinazlar dahil olmak üzere ökaryotik transkripsiyon mekanizmasının bileşenleri, kanser ve gelişimsel bozukluklarda rol oynamakta ve ilaç hedefleri olarak incelenmektedir; Pol II inhibitörü α-amanitin klasik bir deneysel ve toksikolojik ajandır. Bu madde, söz konusu mekanizmaları referans düzeyinde tanımlamakta olup tedavi kararları için bir temel teşkil etmemektedir.
Tarihçe
Ökaryotların birden fazla RNA polimerazına sahip olduğunun (Roeder ve Rutter, 1969) fark edilmesi, özel, çok bileşenli bir transkripsiyon aparatının incelenmesinin önünü açmıştır. Genel transkripsiyon faktörlerinin daha sonra yeniden oluşturulması, Mediatör kompleksinin keşfi ve RNA polimeraz II'nin yüksek çözünürlüklü yapısı (Cramer ve ark., 2001), uzama kontrolünün önemli bir düzenleyici katman olarak ortaya çıkmasıyla birlikte, bu konu altında organize edilen mekanistik tabloyu oluşturmuştur.
Öne çıkan isimler
- Robert G. Roeder
- Roger Kornberg
- Patrick Cramer
- John T. Lis
İlgili konular
Temel eserler
- roeder-rutter-1969
- cramer-2001
- soutourina-2018
Sıkça sorulan sorular
- Ökaryotlar neden üç RNA polimerazına sahiptir?
- Transkripsiyon işi bölünmüştür: RNA polimeraz I ribozomal RNA'ların çoğunu, RNA polimeraz II haberci RNA'ları ve birçok kodlamayan RNA'yı, RNA polimeraz III ise transfer RNA'ları ve diğer küçük RNA'ları üretmektedir; her birinin kendine özgü mekanizması bulunmaktadır.
- Ön-başlangıç kompleksi nedir?
- Bu, RNA polimeraz II'nin genel transkripsiyon faktörleri ile birlikte bir promotörde bir araya gelerek enzimi konumlandıran, DNA'yı açan ve transkripsiyona başlamaya hazırlayan yapıdır.