真核转录机制

真核生物通过三种核DNA依赖性RNA聚合酶转录其基因组，其中RNA聚合酶II转录所有蛋白质编码基因和许多非编码RNA。与相对自给自足的细菌酶不同，真核聚合酶需要大量的辅助因子组装才能识别启动子、在起始位点组装并穿过染色质。

Definition

RNA聚合酶II是转录信使RNA前体和许多非编码RNA的真核DNA依赖性RNA聚合酶；真核转录机制是指聚合酶与通用转录因子、介导体和相关蛋白在启动子处组装并调节转录的整体。

Scope

本主题涵盖真核RNA聚合酶（重点是RNA聚合酶II）、通用转录因子及其形成的转录前起始复合物、介导体共激活因子，以及起始、暂停和延伸的调控转变。本内容以参考教育水平进行处理，不作为临床指导。

Core questions

• RNA聚合酶II转录前起始复合物如何在启动子处组装？
• 通用转录因子和介导体复合物扮演什么角色？
• 启动子近端暂停和延伸控制如何调节Pol II转录？

Key concepts

• RNA聚合酶I、II和III
• 通用转录因子（例如TFIID、TFIIB、TFIIE、TFIIF、TFIIH）
• 转录前起始复合物
• 介导体复合物
• Pol II的C末端结构域（CTD）
• 启动子近端暂停
• 延伸与RNA加工的偶联

Mechanisms

RNA聚合酶II作为转录前起始复合物的一部分被招募到启动子，该复合物由通用转录因子组装而成，这些因子识别核心启动子元件，定位聚合酶，解开DNA并允许合成开始；介导体复合物将基因特异性激活因子连接到该机制。起始后，Pol II经常在起始位点下游暂停，并需要进一步的因子才能进入有效的延伸阶段，在此期间，聚合酶C末端结构域的磷酸化状态协调转录本的加帽、剪接和3'端加工。RNA聚合酶II的原子结构揭示了这些步骤所依据的保守裂隙、钳位和活性位点，这建立在真核生物利用多种特异性聚合酶的最初发现之上。

Clinical relevance

真核转录机制的组成部分，包括介导体亚基以及控制暂停和延伸的激酶，与癌症和发育障碍有关，并被研究作为药物靶点；Pol II抑制剂α-鹅膏蕈碱是一种经典的实验和毒理学试剂。本条目在参考层面描述这些机制，不作为治疗决策的依据。

History

真核生物拥有多种RNA聚合酶的认识（Roeder和Rutter，1969）开启了对专用多组分转录装置的研究。随后通用转录因子的重组、介导体复合物的发现以及RNA聚合酶II的高分辨率结构（Cramer et al., 2001）确立了现在归入本主题的机制图景，其中延伸控制成为主要的调控层。

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

为什么真核生物有三种RNA聚合酶？

转录工作是分工的：RNA聚合酶I合成大部分核糖体RNA，RNA聚合酶II合成信使RNA和许多非编码RNA，RNA聚合酶III合成转运RNA和其他小RNA，每种都有其自身的机制。

什么是转录前起始复合物？

它是RNA聚合酶II与通用转录因子在启动子处组装的产物，用于定位酶、打开DNA并准备开始转录。