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RNA聚合酶III

RNA聚合酶III（又称Pol III）是真核细胞中通过转录DNA来合成核糖体5S rRNA、tRNA等小RNA的酶。

由RNA Pol III转录的基因属于“管家”基因。因为这些基因需要在所有类型的细胞和大多数环境条件中表达，所以Pol III转录的调控主要与细胞增殖和细胞周期关联，需要的调控蛋白少于RNA聚合酶II。然而，在压力下，蛋白质会 MAF1 抑制Pol III的活性。[1] 雷帕霉素 是另一个Pol III抑制剂。[2]

转录

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任何聚合酶的转录过程都会涉及三个主要阶段：

  • 启动，在基因启动子上构建RNA聚合酶复合物。
  • 延伸，合成RNA转录物。
  • 终止、完成RNA转录和分解RNA聚合酶复合物。

起始

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起始：启动子上聚合酶复合物的构建。Pol III与Pol II不同，通常不依赖控制序列上游的基因，而是依赖位于被转录基因内的内部控制序列。然而上游序列是偶有发现的，例如U6核内小rna基因和Pol II的启动子一样有一个上游TATA盒。

Pol III的起始分为三类，分别对应于5S rRNA、tRNA和U6 snRNA的起始。在所有情况下，这个过程开始于转录因子与控制序列结合，结束于TFIIIB（RNA聚合酶III的转录因子B，Transcription Factor for polymerase III B）被招募到正在装配的Pol III复合物。TFIIIB由三个亚基组成:TATA结合蛋白（TBP）、TFIIB相关因子（BRF1或BRF2，用于转录脊椎动物Pol iii转录基因的一个子集）和B-double-prime （BDP1）单元。Pol III启动过程的整体结构与Pol II相似。[3]

类型一

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类型一通常在编码 5rRNA 的基因被转录时启动：

  • TFIIIA（RNA聚合酶III的转录因子A，Transcription Factor for polymerase III A）与基因内5S rRNA控制序列C区（也称为box C）结合。
  • TFIIIA作为一个平台，取代了A块和B块，使TFIIIC相对于转录起始位点的定位与tRNA基因的定位相同。
  • 一旦TFIIIC与TFIIIA - DNA复合物结合，TFIIIB的组装就会按照类型二的描述进行。

类型二

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类型二通常在编码tRNA的基因被转录时启动：

  • TFIIIC（RNA聚合酶III的转录因子C，Transcription Factor for polymerase III C）与基因内的两个控制序列A和B（也称为框A和框B）结合。
  • TFIIIC作为一种装配因子，使TFIIIB在转录起始位点上游大约26个碱基对的中心位置与DNA结合。
  • TFIIIB是在转录起始位点组装Pol III的转录因子。一旦TFIIIB与DNA结合，就不再需要TFIIIC。TFIIIB在启动子开放中也起着重要作用。

类型三

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类型三通常在编码 U6snRNA 的基因被转录时启动，这种起始方式只在脊椎动物有记录:

  • SNAPc（SNRNA活化蛋白复合物，SNRNA Activating Protein complex;亚基:1,2,3,4,5）（也称为PBP和PTF）与位于转录起始位点上游约55个碱基对的PSE（近端序列元件，Proximal Sequence Element）结合。转录起始位点上游至少200个碱基对与增强子样DSE（远端序列元件）结合的Pol II转录因子Oct1和STAF可以极大地刺激这种装配。snRNA基因的Pol II和Pol III转录过程共享这些因子和启动子元件。
  • SNAPc在转录起始位点上游以26对碱基对为中心的TATA盒中组装TFIIIB。TATA盒的存在说明了snRNA基因是由Pol III而不是Pol II转录的。
  • 参与U6 snRNA转录进程的TFIIIB包含一个与Brf1同源且小于它的结构域，Brf2。
  • TFIIIB是在转录起始位点组装Pol III的转录因子。根据序列保守性预测，含有Brf2的TFIIIB也参与启动子的开放。

延伸

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不像细菌σ因子和Pol II的大部分基础转录因子那样，在Pol III起始转录后TFIIIA会和5s rRNA结合。因此Pol III所转录基因的转录重新启动率很高。

终止

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RNA聚合酶III在小polyTs结构域（5-6）（small polyTs stretch (5-6)）处终止转录。RNA聚合酶III的终止与细菌的内源性终止极为相似。有研究表明，多个胸腺嘧啶的终止信号引起RNA聚合酶III的失活，从而使延伸终止并将酶转运至最近的RNA二级结构，进而促进酶的释放[4]。

由RNA聚合酶III转录的RNA

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从RNA聚合酶III转录的RNA包括：

参见

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参考文献

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  1. ^ Alessandro Vannini; Rieke Ringel; Anselm G Kusser; Otto Berninghausen; George A Kassavetis; Patrick Cramer. Molecular basis of RNA polymerase III transcription repression by Maf1. 细胞. 2010-10-01, 143 (1): 59–70. ISSN 0092-8674. PMID 20887893. doi:10.1016/J.CELL.2010.09.002. Wikidata Q27664854 （英语）. 
  2. ^ 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. 生物化学杂志. 2009-03-19, 284 (19): 12604–12608. ISSN 0021-9258. PMC 2675989  . PMID 19299514. doi:10.1074/JBC.C900020200. Wikidata Q42136973 （英语）. 
  3. ^ Yan Han; Chunli Yan; Susan Fishbain; Ivaylo Ivanov; Yuan He. Structural visualization of RNA polymerase III transcription machineries. Cell discovery. 2018-07-31, 4: 40. ISSN 2056-5968. PMC 6066478  . PMID 30083386. doi:10.1038/S41421-018-0044-Z. Wikidata Q90791851 （英语）. 
  4. ^ Soren Nielsen; Yulia Yuzenkova; Nikolay Zenkin. Mechanism of eukaryotic RNA polymerase III transcription termination. 科学杂志. 2013-06-01, 340 (6140): 1577–1580. ISSN 0036-8075. PMC 3760304  . PMID 23812715. doi:10.1126/SCIENCE.1237934. Wikidata Q42074543 （英语）. 
  5. ^ 5.00 5.01 5.02 5.03 5.04 5.05 5.06 5.07 5.08 5.09 5.10 Giorgio Dieci; Gloria Fiorino; Manuele Castelnuovo; Martin Teichmann; Aldo Pagano. The expanding RNA polymerase III transcriptome. 基因趋势. 2007-12, 23 (12): 614–22. ISSN 0168-9525. PMID 17977614. doi:10.1016/J.TIG.2007.09.001. Wikidata Q28255728 （英语）. 
  6. ^ Aldo Pagano; Manuele Castelnuovo; Federico Tortelli; Roberto Ferrari; Giorgio Dieci; Ranieri Cancedda. New small nuclear RNA gene-like transcriptional units as sources of regulatory transcripts. 《公共科学图书馆：遗传学》. 2006-11-20, 3 (2): e1. ISSN 1553-7390. PMC 1790723  . PMID 17274687. doi:10.1371/JOURNAL.PGEN.0030001. Wikidata Q21092499 （英语）. 
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