RNA聚合酶III
RNA聚合酶III（又稱Pol III）是真核細胞中通過轉錄DNA來合成核糖體5S rRNA、tRNA等小RNA的酶。
由RNA Pol III轉錄的基因屬於「管家」基因。因為這些基因需要在所有類型的細胞和大多數環境條件中表達，所以Pol III轉錄的調控主要與細胞增殖和細胞周期關聯，需要的調控蛋白少於RNA聚合酶II。然而，在壓力下，蛋白質會 MAF1 抑制Pol III的活性。[1] 雷帕黴素 是另一個Pol III抑制劑。[2]
轉錄
任何聚合酶的轉錄過程都會涉及三個主要階段：
- 啟動，在基因啟動子上構建RNA聚合酶複合物。
- 延伸，合成RNA轉錄物。
- 終止、完成RNA轉錄和分解RNA聚合酶複合物。
起始
起始：啟動子上聚合酶複合物的構建。Pol III與Pol II不同，通常不依賴控制序列上游的基因，而是依賴位於被轉錄基因內的內部控制序列。然而上游序列是偶有發現的，例如U6核內小rna基因和Pol II的啟動子一樣有一個上游TATA盒。
Pol III的起始分為三類，分別對應於5S rRNA、tRNA和U6 snRNA的起始。在所有情況下，這個過程開始於轉錄因子與控制序列結合，結束於TFIIIB（RNA聚合酶III的轉錄因子B，Transcription Factor for polymerase III B）被招募到正在裝配的Pol III複合物。TFIIIB由三個亞基組成:TATA結合蛋白（TBP）、TFIIB相關因子（BRF1或BRF2，用於轉錄脊椎動物Pol iii轉錄基因的一個子集）和B-double-prime （BDP1）單元。Pol III啟動過程的整體結構與Pol II相似。[3]
類型一
類型一通常在編碼 5rRNA 的基因被轉錄時啟動：
- TFIIIA（RNA聚合酶III的轉錄因子A，Transcription Factor for polymerase III A）與基因內5S rRNA控制序列C區（也稱為box C）結合。
- TFIIIA作為一個平台，取代了A塊和B塊，使TFIIIC相對於轉錄起始位點的定位與tRNA基因的定位相同。
- 一旦TFIIIC與TFIIIA - DNA複合物結合，TFIIIB的組裝就會按照類型二的描述進行。
類型二
類型二通常在編碼tRNA的基因被轉錄時啟動：
- TFIIIC（RNA聚合酶III的轉錄因子C，Transcription Factor for polymerase III C）與基因內的兩個控制序列A和B（也稱為框A和框B）結合。
- TFIIIC作為一種裝配因子，使TFIIIB在轉錄起始位點上游大約26個鹼基對的中心位置與DNA結合。
- TFIIIB是在轉錄起始位點組裝Pol III的轉錄因子。一旦TFIIIB與DNA結合，就不再需要TFIIIC。TFIIIB在啟動子開放中也起著重要作用。
類型三
類型三通常在編碼 U6snRNA 的基因被轉錄時啟動，這種起始方式只在脊椎動物有記錄:
- SNAPc（SNRNA活化蛋白複合物，SNRNA Activating Protein complex;亞基:1,2,3,4,5）（也稱為PBP和PTF）與位於轉錄起始位點上游約55個鹼基對的PSE（近端序列元件，Proximal Sequence Element）結合。轉錄起始位點上游至少200個鹼基對與增強子樣DSE（遠端序列元件）結合的Pol II轉錄因子Oct1和STAF可以極大地刺激這種裝配。snRNA基因的Pol II和Pol III轉錄過程共享這些因子和啟動子元件。
- SNAPc在轉錄起始位點上游以26對鹼基對為中心的TATA盒中組裝TFIIIB。TATA盒的存在說明了snRNA基因是由Pol III而不是Pol II轉錄的。
- 參與U6 snRNA轉錄進程的TFIIIB包含一個與Brf1同源且小於它的結構域，Brf2。
- TFIIIB是在轉錄起始位點組裝Pol III的轉錄因子。根據序列保守性預測，含有Brf2的TFIIIB也參與啟動子的開放。
延伸
不像細菌σ因子和Pol II的大部分基礎轉錄因子那樣，在Pol III起始轉錄後TFIIIA會和5s rRNA結合。因此Pol III所轉錄基因的轉錄重新啟動率很高。
終止
RNA聚合酶III在小polyTs結構域（5-6）（small polyTs stretch (5-6)）處終止轉錄。RNA聚合酶III的終止與細菌的內源性終止極為相似。有研究表明，多個胸腺嘧啶的終止信號引起RNA聚合酶III的失活，從而使延伸終止並將酶轉運至最近的RNA二級結構，進而促進酶的釋放[4]。
由RNA聚合酶III轉錄的RNA
從RNA聚合酶III轉錄的RNA包括：
- tRNA [5]
- 5S核糖體RNA [5]
- U6剪接體RNA [5]
- RNase P和RNase MRP RNA [5]
- 7SL RNA （ 信號識別粒子的RNA組分） [5]
- Vault RNAs [5]
- Y RNA [5]
- SINE （短散布的重複元素） [5]
- 7SK RNA [5]
- 部分microRNAs [5]
- 部分小核仁RNA [5]
- 部分調控反義RNA的基因 [6]
參見
參考文獻
- ^ Alessandro Vannini; Rieke Ringel; Anselm G Kusser; Otto Berninghausen; George A Kassavetis; Patrick Cramer. Molecular basis of RNA polymerase III transcription repression by Maf1. 細胞. 2010-10-01, 143 (1): 59–70. ISSN 0092-8674. PMID 20887893. doi:10.1016/J.CELL.2010.09.002. Wikidata Q27664854 （英語）.
- ^ Jaehoon Lee; Robyn D Moir; Ian M Willis. Regulation of RNA polymerase III transcription involves SCH9-dependent and SCH9-independent branches of the target of rapamycin (TOR) pathway. 生物化學雜誌. 2009-03-19, 284 (19): 12604–12608. ISSN 0021-9258. PMC 2675989
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