Məlumat

RNA-Polimeraz III genlərinin transkripsiyası

RNA-Polimeraz III genlərinin transkripsiyası


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

İnsan genomunun yüksək məhsuldarlıq təcrübəsindən fərqli olaraq tənzimlənən genlərin siyahısı var. Bu genlərdən hansının bir RNA polimeraz III ilə transkripsiya edildiyini və hansının (çox güman ki) RNT polimeraz II tərəfindən transkripsiyasını öyrənmək istərdim.

Polimeraz II və III üçün bəzi Chip-Seq parçaları və RNA polimeraz III transkripsiyası üçün tətbiq olunan bəzi GO kateqoriyalarını yüklədim.

Bu GO kateqoriyalarını axtarmaq üçün biomaRt anbarını da sınadım, amma həqiqətən əhəmiyyətli nəticələr tapa bilmirəm. Məsələn, ədəbiyyata görə PolIII tərəfindən yazılan RN7SL1 genim var, amma bunu söyləyən heç bir depo tapa bilmirəm.

Bu cür məlumatları/şərhləri axtarmağın (daha yaxşı) bir yolu varmı?

çox sağ ol Assa

PS. Düzgün GO kateqoriyalarını tapdığımdan əmin deyiləm (məsələn, GO:0006383 - RNT polimeraza III promotorundan transkripsiya). Yəni daha yaxşısı varmı?


GO eksperimental sübutlara əsaslanır; biomart olduqca yaxşıdır. GO: 0006383 doğru etiket kimi görünür.

ChIPseq məlumatlarından istifadə etmək istəyirsinizsə, bunu edə bilərsiniz:

  • ChIPseq -in genoma oxuduğunu xəritəyə salın. Əgər sizdə artıq treklər varsa, o zaman xəritələşdirməyə ehtiyac yoxdur. Genomda oxunanların mövqeyinə sahib olarsınız.
  • İndi hər bir genetik bölgəyə oxunanların sayını hesablayın. Gen sərhədləri GTF faylından əldə edilə bilər.
  • İsteğe bağlı: Genin uzunluğu ilə oxunuşları normallaşdırın.
  • Hər bir gen üçün oxunan Pol-II və Pol-III sayı arasındakı fərqi tapın.

Bunu etməklə hələ də bunu deyə bilməyəcəksiniz "gen-x pol-III tərəfindən transkripsiya edilir". Deyə biləcəyiniz tək şey budur"pol-III həmin gen bölgəsinə bağlanır". Əgər ChIPseq oxunuşunun gen boyunca bərabər paylanması varsa, onda aktiv transkripsiyanın olduğunu və polimerazın sadəcə dayanmadığını güman edə bilərsiniz. Siz həmçinin Pol-III-ün CLIP (Çapraz bağ-İmmunoprecipitation) da edə bilərsiniz. a RNAseq.Bu sizə pol-III tərəfindən transkripsiya edilmiş RNT-ləri tapmağa imkan verəcək (bu, ChIPseq-dən daha yaxşı bir yoldur, lakin mən bunu hələ heç kimin etdiyini düşünmürəm; buna görə də hazır məlumat yoxdur).


Ökaryotik transkripsiya

Prokaryotlar və eukaryotlar, bir neçə əsas fərqlə əsas etibarilə eyni transkripsiya prosesini həyata keçirirlər. Prokaryot və eukaryot transkripsiyası arasındakı ən vacib fərq, sonuncunun membrana bağlı nüvəsi və orqanoidləri ilə bağlıdır. Bir nüvədə bağlanan genlərlə, eukaryotik hüceyrə mRNA -nı sitoplazmaya daşıya bilməli və tərcümə edilməzdən əvvəl mRNA -nı parçalanmaqdan qorumalıdır. Eukaryotlar, hər biri fərqli bir gen alt kümesini yazan üç fərqli polimerazdan istifadə edir. Eukaryotik mRNA-lar adətən olur monogenyəni bir zülal təyin etdiklərini bildirir.


Tumurcuqlanan mayada RNT polimeraza III transkripsiya edilmiş genlər üçün nukleollarla birləşmə tezliyinin əsasını təşkil edən prinsiplərin dekodlanması

RNT polimeraz III (Pol III) ilə transkripsiya edilmiş genlərin nukleoli ilə birləşməsi, eukaryotik genomların məkan təşkilatının təkamül yolu ilə qorunan bir mülkü kimi görünür. Ancaq qönçələnən mayada qlobal xromosom arxitekturasının son araşdırmaları bu fikri şübhə altına aldı. 13 Pol III transkripsiya edilmiş genin nüvədaxili mövqelərini müəyyən etmək üçün canlı hüceyrə görüntüləməsindən istifadə etdik. Nüvə və nüvə periferiyası ilə birləşmə tezliyi bağlanan elementlərdən - sentromerlərdən və ya telomerlərdən xətti genomik məsafədən asılıdır. Mili qütb gövdəsinə sentromer birləşməsini təsirsiz hala gətirməklə və ya ribosomal DNT massivlərinin mövqeyini dəyişdirərək bağlama elementlərinin tutuşunun sərbəst buraxılması Pol III-transkripsiya edilmiş genlərin nüvəciklərlə birləşməsi ilə nəticələndi. Əksinə, Pol III transkripsiya edilmiş genin sentromerin yaxınlığında ektopik daxil edilməsi onun nüvəciklə birləşməsinin qarşısını aldı. Pol III -dən asılı olan transkripsiya, genin nüvə daxili mövqeyindən asılı deyildi, ancaq Pol III -transkripsiyalı genlərin nukleolyar işə qəbulu aktiv transkripsiya tələb edirdi. Qlobal xromosom arxitekturası tərəfindən icazə verildikdə, Pol III -transkripsiyalı genlərin nukleolusla birləşməsinin, nüvə içi xromosom təşkilatına lokal olaraq töhfə verən nüvə və/və ya nüvə periferik bağlama nöqtələri təmin etdiyi qənaətinə gəlirik.


Tərəfindən İnteqrasiya Saytlarının Seçilməsində RNT Polimeraz III Transkripsiya Faktorlarının Rolu Diktiyostelium Qeyri-Uzun Terminal Təkrar Retrotransposon TRE5-A

ŞƏKİL. 1. TRE tələsinin qurulması. The D. diskoideum UMP sintazını kodlayan gen (pyr5-6) dan alınan bir intron ilə təchiz edilmişdir D. discoideum cbfA gen (2). İntron ardıcıllığı kəsik xətt kimi göstərilir. Ağ ox introna daxil edilmiş pol III geninin transkripsiya oriyentasiyasını göstərir. Bütün sınaqdan keçirilmiş pol III genləri sxematik olaraq nümunə olaraq EcoRI parçaları olaraq tələyə salındı. D. diskoideum Val UAC. Tələyə TRE5-A inteqrasiyası PCR istifadə edərək təcrid olunmuşdur pyr5-6 göstərildiyi kimi ekzona xas olan primerlər. TRNA gen-daxili A-box və B-box promoter elementləri göstərilmişdir. Mutasiyalara GTCnnnnG 53 TTC 56 RANYC 61 B-box motifi D. discoideum Val UAC tRNA geni göstərilir. ŞƏKİL. 2 TRE tələ analizlərinin nəticələri. (A) Bu təcrübədə 4 × 10 6 D. diskoideum boş tələni daşıyan hüceyrələr (-), a D. discoideum Glu sup geni və ya a D. diskoideum Val UAC geni 5-FOA və uracil-də seçilməyə məruz qaldı. (B) İnsan Met CAU genində hədəflənən tezliklərin müqayisəsi və a D. diskoideum Val UAC geni. D. discoideum hüceyrələr (hər bir ştamın 5 × 10 6) 5-FOA seçimi üçün istifadə edilmişdir. 10 petri qabından orta klon nömrələri ± SD göstərilir. ŞƏKİL. 3 . TRE5-A-nın TRE tələsinə de novo inteqrasiyasının 5 ′ qovşaqları. (A) Məqsəd D. diskoideum Glu sup tRNA geni və insan Met CAU geni. Hədəf ardıcıllığı ilk sətirdə kiçik hərflərlə yazılır. Şaquli oxlar TRE5-A elementlərinin inteqrasiya sahələrinə işarə edir ki, ədədlər TRE5-A-nın hədəflənmiş tRNA geninin ilk nukleotidinə olan məsafəsini göstərir. Mötərizədə olan rəqəmlər qalın böyük hərflərlə yazılmış daxil edilmiş TRE5-A-nın ilk nukleotidlərini göstərir. Əlavə nukleotidlər qutuya qoyulur və hədəf sahə silinmələri "Δ" olaraq göstərilir. (B) Təcrid olunmuş B qutusunun yuxarı axınında TRE5-A inteqrasiyaları. Hədəf ardıcıllığı kiçik hərflərlə göstərilir. 26 bp-lik vurğulanmış ardıcıllıq inteqrasiya sahəsinin 120 bp aşağı axınında yerləşən intron ardıcıllığının təkrarlanmasını əks etdirir. Qeyd edək ki, göstərilən bütün inteqrasiyalar müxtəlif seçim lövhələrindən təcrid olunub və inteqrasiya olunmuş elementlər və inteqrasiya saytları çox oxşar görünsə belə, tərifinə görə müstəqil inteqrasiya hadisələrini təmsil edir. Qeyd edək ki, tam uzunluqlu TRE5-A-nın 5 ′ ucu, 271-bp A modulundan ibarətdir və 199-bp nüvəli ardıcıllıqdan ibarətdir və 72-bp, nüvənin 5 ′ ucu ilə eynidir. Beləliklə, 5 'ucu "(1)" olaraq təyin olunan elementlər tam uzunluqlu A modullarına malikdir (199 + 72 bp), "(200)" etiketli elementlərdə yalnız 72 bp təkrar var. ŞƏKİL. 4 . TRE təcrid olunmuş B qutusunun yuxarı axınlarının tezliyi. TRE tələ analizi Val UAC geni (wt), mutant Val UAC (C56G) geni və boş tələ (-) ilə aparılmışdır. Yabanı tipli və mutant tRNA genindən (exB qutusu adlanır) 34 bp aşağıya və boş tələyin intronunda müvafiq mövqeyə B qutusu daxil edildi. İki müstəqil klonun 10 petri qabından alınan klon nömrələri 5-FOA seçimindən sonra sayıldı və exB qutusu olmayan vəhşi tipli Val UAC geni üçün normallaşdırıldı və ± SD-lər təqdim edildi. ŞƏKİL. 5. TFIIIC-nin mutant tRNT genlərinə in vitro bağlanması. Şəkil EMSA -nın nəticələrini göstərir D. diskoideum Radiolabeled zond kimi tDNT törəmələrini təmin edir. Radio etiketli problar vəhşi tipli Glu sup (1-dən 3-cü zolaqlar), Glu sup (G53T) (4-dən 6-cı zolaqlar), Glu sup (C56G) (7-dən 9-a qədər zolaqlar) və Glu sup (C61A) (10-dan 12-ci zolaqlar) idi. ). Boş tələni daşıyan bir mikroqram plazmid rəqib olaraq istifadə edildi. DNT-TFIIIC kompleksləri ağ ox ucu ilə göstərilir. TFIIIC mənbəyi kimi NE600 fraksiyasının üç artan miqdarı (0,1 μg, 0.5 μg və 1 μg) istifadə edilmişdir. ŞƏKİL. 6. Mutant tRNA genlərində TRE inteqrasiya tezlikləri. Şəkil, yem tRNA genləri olaraq Val UAC (ağ çubuqlar) və Glu sup (qara çubuqlar) ilə TRE tələ testinin nəticələrini göstərir. Mutant tRNA genləri (göstərildiyi kimi), boş TRE tələsi (-) və vəhşi tipli tRNA genləri sınandı. Hər suşun iki müstəqil klonunun 10 petri qabından alınan klon nömrələri, yabanı tipli (ağırlıqlı) tRNA genləri üçün normallaşdırılır və ± SD-ləri ifadə edir. ŞƏKİL. 7. TRE5-A inteqrasiyası nümunələri, aşağı bir əlavə B qutusu ilə təchiz edilmiş inaktivləşdirilmiş tRNA geninin yuxarı axınıdır. Qeyri-aktiv Val UAC (C56G)-dən yuxarı 10 bp (A) və 50 bp (B) mövqelərində təmsil olunan TRE5-A daxiletmələrinin DNT ardıcıllığı göstərilir. İntron ardıcıllığı kiçik hərflərlə göstərilir. exB qutusu qara qutunun içərisində böyük hərflərlə təqdim olunur, tRNA geninin mutasiyaya uğramış B qutusu kəsik xətt ilə qutuya qoyulur. TRNA gen ardıcıllığı böyük hərflərlə göstərilmişdir. Yerləşdirmə yeri şaquli oxla göstərilir. Daxil edilmiş TRE5-As-ın DNT sıraları qalın böyük hərflərlə göstərilmişdir. 5 'silinmiş TRE5-As-ın ilk nukleotidləri mötərizədə və TSD-lər boz qutularda göstərilmişdir. ŞƏKİL. 8 . TRE tələ testinin nəticələri D. discoideum yem kimi ribosomal 5S geni. r5S genindəki hədəfləmə tezliyi boş tələ (-) və bir tələ ilə yüklənmiş tələ ilə müqayisə edilir. D. diskoideum Val UAC geni. 10 petri qabından orta klon nömrələri ± SD-lər göstərilir. ŞƏKİL. 9. Yeni TRE5-A inteqrasiyalarının 5 ′ qovşaqları. (A) hədəflənməsi D. diskoideum r5S geni. Hədəf ardıcıllığı ilk sətirdə kiçik hərflərlə yazılır. R5S geninin 5′ ucu (əks oriyentasiya) böyük hərflərlə göstərilir. TRE5-A elementinin inteqrasiya sahəsindəki şaquli ox, rəqəmlər TRE5-A-nın hədəflənmiş r5S geninin ilk nukleotidinə olan məsafəsini göstərir. Mötərizədə olan rəqəmlər qalın böyük hərflərlə yazılmış daxil edilmiş TRE5-A-nın ilk nukleotidlərini göstərir. Hədəf sayt silinmələri “Δ” kimi göstərilir. (B) r5S tandeminin yuxarı axınında TRE5-A inteqrasiyaları. Birinci sətir, bir EcoRI məhdudlaşdırma yeri ilə ayrılmış iki r5S genindən (böyük hərf) və birinci r5S geninin transkripsiya terminator ardıcıllığından (kiçik hərfdən) ibarət olan hədəf ardıcıllığını göstərir. Daxil edilmiş TRE5-A-nın ilk nukleotidləri (qalın böyük hərf) mötərizədə yazılır, əlavə nukleotidlər qutuya qoyulur. ŞƏKİL. 10. TRE5-A zülalları tərəfindən tRNT geninin tanınması modeli. tRNA geni A qutusu və B qutusu və aşağı axın exB qutusu ilə göstərilir. D. discoideum TFIIIB ehtimal ki, üç alt bölmədən ibarətdir: TATA bağlayıcı protein, Brf1 və Bdp1 (T. Winckler, nəşr olunmamış müşahidə). Dəqiq alt vahid tərkibi D. diskoideum TFIIIC məlum deyil. ORF1 və/və ya ORF2 zülallarından və TRE5-A RNT-dən ibarət olan TRE5-A preinteqrasiya kompleksi tək kürə olaraq göstərilmişdir. (A) TFIIIC tRNT gen-daxili B qutusuna bağlanır və TFIIIB-ni tRNT geninin 5′ ucuna cəlb edir. TRE5-A-nın inteqrasiyası TFIIIB ilə qarşılıqlı əlaqə nəticəsində baş verir, bu da -50 mövqeyini müdafiəsiz qoyur. (B) TFIIIC, tRNA geninin transkripsiyası zamanı exB qutusuna sürüşərsə, TFIIIB hələ də TRE5-A -50 mövqeyində inteqrasiyanı dəstəkləyərək, -10 mövqeyi DNT ilə əlaqəli TFIIIB tərəfindən bloklanmış vəziyyətdə qalır. (C) TFIIIC tRNA genindən ayrılırsa, TFIIIB qala bilər və -50 mövqeyində TRE5-A inteqrasiyasını daha da dəstəkləyə bilər.

RNA Polimeraz III tərəfindən Transkripsiya Edilmiş Bir Genin Kromatin Quruluşu və İfadəsi H2A.Z Depozitindən Müstəqildir

ŞƏKİL. 1. Maya SNR6 in vivo nukleosomdur. (A) UKY403 suşunda xromatin quruluşunun və onun izogen MHY308 suşunun IEL analizi. YEP-qalaktoza mühitində böyüyən hüceyrələr A600 0,7 qlükoza olan YEP mühitinə köçürüldü və 3 saatdan sonra yığıldı. Boz ovallar nukleosom ölçüsünü qoruyur. Nöqtə çılpaq DNT-də A və B qutuları arasında kəsilmiş tək MNase-ni bildirir. Qısa çubuq, xromatindəki TATA qutusunun ətrafındakı açıq bölgəni qeyd edir. (B) Nukleosom xəritələşdirilməsi SNR6 ChIP analizi ilə. Bayraq etiketli histon H2B olan kromatin, FLAG-M2 agarozdan istifadə edərək MNase həzmindən sonra immunopresipitasiya edildi və müxtəlif bölgələr üçün real vaxtda PCR ilə analiz edildi. SNR6. Üst panel, gen bölgəsindəki fərqli amplikonların mövqelərini göstərir. Nömrələr transkripsiya başlanğıc saytına (+1) istinad edir. Məşğulluqlar TEL VIR regionu üzrə nisbi zənginləşmə kimi hesablanmış və xəta çubuqları ilə üç müstəqil eksperimentin orta göstəriciləri göstərilmişdir. ŞƏKİL. 2 Xromatinin quruluşu SNR6 repressiya altında. Pol III transkripsiyasını basdırmaq üçün qlükoza olmayan 0.15 × YEP mühitində qida məhrumiyyəti istifadə edilmişdir. Məşğulluqlar TEL VIR regionu üzrə nisbi zənginləşmə kimi hesablanmış və xəta çubuqları ilə üç müstəqil eksperimentin orta göstəriciləri göstərilmişdir. (A) HA-etiketli RPC160-ın doldurulmasını göstərən ChIP analizləri SNR6 vəhşi tipli hüceyrələrdə (aktiv) və ya 40 dəqiqə repressiya ilə (bastırılmış). (B) Təzələnmiş vəziyyətdə TATA-A qutusu bölgəsi üzərində FLAG-H2B-nin dolğunluğunun artması. (C) in vivo IEL (1 -ci zolaqda) xromatinin analizi və hüceyrələri 0.15 × YEP mühitinə 1 saat (2 -dən 4 -cü zolağa) köçürdükdən sonra. A zolağı, repressiya edilmədən aktiv vəziyyətdə nəzarət nümunəsi. Boz ovallar nukleosomal qoruyucu bölgənin mövqeyini ifadə edir. Rəqəmləri olan ox başları MNase kəsmə yerlərinin mövqelərini göstərir. ŞƏKİL. 3 . Yuxarı nukleosomun histon variantı H2A.Z ilə zənginləşdirilməsi. İşğallar TEL VIR bölgəsi üzrə nisbi zənginləşmə kimi hesablanmışdır. Səhv çubuqları olan üç müstəqil təcrübənin ortalamalarını göstərən ChIP analizlərinin nəticələri göstərilir. (A) FLAG-H2B-nin yuxarı axını, TATA-A qutusu və A-B qutusu bölgələrinin aktiv və ya sıxışdırılmış vəziyyətdə olması. (B) Qlükoza ilə YEP mühitində və ya 1 saat repressiyadan sonra yuxarı axın, TATA-A qutusu və A-B qutu bölgəsi üzərində FLAG-H2A-nın tutulması. (C) Htz1-FLAG-ın yuxarı və A-B qutu bölgələrində yerləşməsi SNR6 repressiyadan 1 saat sonra. ŞƏKİL. 4 . Htz1 -in yuxarı nukleosomda çökməsi təsir etmir SNR6 ifadə. İşğallar nəzarət bölgəsi üzərində nisbi zənginləşmə olaraq hesablanmış və hər bir paneldə səhv çubuqları olan üç müstəqil təcrübənin ortalamaları göstərilmişdir. (A) TEL VIR bölgəsinə nisbətən yuxarı nukleosomda H4K16 asetilasyon səviyyələrinə repressiya və Sas2 silinməsinin təsiri. (B) Sas2-TAP-ın dolması SNR6 TEL VIR bölgəsinə nisbətən repressiya altında azalır. Hər iki panel A və B üçün dəyərlər A-B qutusu bölgəsindəki doluluq ilə müqayisə edilir. (C) Swr1-TAP doluluqluğu bitdi SNR6 TEL VIR bölgəsinə nisbətən. (D) vəhşi tipdə Htz1-TAP işğalı, swr1Δ və sas2Cox3 bölgəsi ilə müqayisədə Δ hüceyrələri. (E) Htz1 olmadıqda repressiyanın U6 RNT səviyyəsinə təsirinin zaman kursu təhlili. Ümumi RNT yabanı tipdən təcrid olundu və htz1Δ hüceyrələri və U6 snRNA və Pol II-transkripsiya edilmiş U4 snRNA üçün spesifik radioaktiv etiketli primerlərlə əks transkripsiya edilmişdir. (F) in vivo IEL xromatinin analizi (3 -cü zolaqdan) əvvəl və sonra htz1Δ hüceyrələr 1 saat ərzində 0.15 × YEP mühitinə qədər (4 və 5 zolaqlar). Nəzarət (zolaqlar 1 və 2) repressiya altında olan vəhşi tip hüceyrələrin xromatinini göstərir. Boz oval, bir nukleosomal müdafiə bölgəsinin mövqeyini ifadə edir, bar isə TATA qutusunun ətrafındakı 3 -cü zolaqdakı aktiv vəziyyətdə olan açıq bölgəni göstərir. ŞƏKİL. 5. Xromatinin quruluşu SNR6 RSC4-Δ4 mutantlarında. (A) MW4019 ştammı MW3993-dən Myc işarəsi kimi RSC alt bölməsi Sth1 olması ilə fərqlənir. IEL analizi yuxarı axın nukleosomunun RSC4 mutasiyası ilə yerdəyişməsini göstərir. Maya hüceyrələri qlükoza ehtiva edən YEP mühitində yetişdirildi A600 0,7. Boz ovallar nukleosomal ölçülü qorumaları ifadə edir və çubuq 1 və 2 -ci zolaqlarda açıq bölgəni qeyd edir. Nöqtə MNase tərəfindən bp -70 mövqeyində kəsilməni, ulduz isə bp -123 - 178 mövqe. (B) Repressiyanın Myc etiketli RSC alt bölmələrinin, RSC2 (RSC4 vəhşi tip) və Sth1 (RSC4 mutantı MW4019) işgal edilməsinə təsiri. ŞƏKİL. 6. Xromatin quruluşundakı dəyişikliklər SNR6 aktiv və ya repressiya edilmiş şəraitdə. Aydınlıq üçün, repressiya altında olsa da gen üzərində qalan Pol III transkripsiya aparatı buraxılır. Çubuq, bu şərtlərdə məruz qalan DNT bölgəsini ifadə edir. A və B qutuları (tünd boz oval) arasındakı nukleosomun mövqeyi, yuxarı nukleosom (açıq boz rəngdə göstərilir) hərəkət edərkən dəyişmir. Gen aktivləşdirildikdə, RSC, SWR1 və SAS kompleksləri genə cəlb edilir. RSC bir nukleosomu TATA qutusundan yuxarıya doğru sürüşdürür və bu nukleosomdakı H2A SWR1 kompleksi ilə H2A.Z ilə mübadilə olunur. SAS kompleksi asetilat H4K16. Gen bastırıldığında, RSC, SAS və H2A.Z itirilir və bu nukleosom TATA qutusunu və transkripsiya başlanğıc yerini örtmək üçün geri gedir.

Məzmun

Başlama: polimeraz kompleksinin promotor üzərində qurulması. Pol III, genin yuxarı axınında heç bir nəzarət ardıcıllığı tələb etməyən qeyri -adi (Pol II ilə müqayisədə), genə görə genin transkripsiya edilmiş hissəsindəki sekanslara əsaslanaraq daxili nəzarət ardıcıllığına əsaslanır (yuxarı axınlar bəzən görünsə də, məsələn. U6 snRNA gen Pol II Promoters -da göründüyü kimi yuxarı TATA qutusu).

II sinif

tRNT (həmçinin sinif II adlanır) geninin başlamasında tipik mərhələlər:

  1. TFIIIC (Tfidyə Fpolimeraz üçün aktyor IIIC) iki intragenik (transkripsiya edilmiş DNT ardıcıllığı daxilində olan) nəzarət ardıcıllığına, A və B Bloklarına (həmçinin qutu A və B qutusu da deyilir) bağlanır. [1] .
  2. TFIIIC, transkripsiyanın başlanğıc yerindən təxminən 26 baza cütündən yuxarı mərkəzləşmiş yerdə TFIIIB-ni DNT-yə bağlamaq üçün yerləşdirən montaj faktoru kimi çıxış edir.
  3. TFIIIB (Tfidyə Fpolimeraza üçün aktyor IIIB), üç alt bölmədən ibarətdir: TBP (TATA Binding Protein), Pol II transkripsiya faktoru TFIIB ilə əlaqəli zülal, Brf1 (və ya onurğalılarda Pol III-transkripsiya edilmiş genlərin alt dəstinin transkripsiyası üçün Brf2) və Bdp1. [2].
  4. TFIIIB transkripsiyanın başlanğıc yerində Pol III-ü toplayan transkripsiya faktorudur. TFIIIB DNT -yə bağlandıqdan sonra TFIIIC artıq tələb olunmur. TFIIIB də promotorun açılmasında mühüm rol oynayır.

TFIIIB, Pol III tərəfindən transkripsiya başladıqdan sonra (bakteriya σ faktorlarından və Pol II transkripsiyası üçün bazal transkripsiya faktorlarının əksəriyyətindən fərqli olaraq) DNT -yə bağlı olaraq qalır. Bu, Pol III transkripsiya olunmuş genlərin yüksək dərəcədə transkripsiyaya qaytarılmasına gətirib çıxarır.

I sinif

5S rRNA (I sinif də deyilir) geninin başlanğıcında tipik mərhələlər:

  1. TFIIIA (Ttranskripsiya Fpolimeraz üçün aktyor IIIA) intragenik (transkripsiya edilmiş DNT ardıcıllığı daxilində olan) 5S rRNA nəzarət ardıcıllığına, C Blokuna (həmçinin qutu C deyilir) bağlanır.
  2. TFIIIA, TFIIIC -in tRNA genləri üçün müşahidə edilənə bərabər olan transkripsiyanın başlanğıc sahəsinə istiqamətli bir istiqamətdə yerləşdirilməsi üçün A və B Bloklarını əvəz edən bir platforma kimi xidmət edir.
  3. TFIIIC, TFIIIA-DNA kompleksinə bağlandıqda, TFIIIB-nin yığılması tRNA transkripsiyası üçün təsvir edildiyi kimi davam edir.

III sinif

U6 snRNA (III sinif də deyilir) gen başlanğıcının tipik mərhələləri (yalnız onurğalılarda sənədləşdirilmişdir):

  1. SNAPc (SNRNT Aaktivləşdirən Protein complex) (PBP və PTF olaraq da adlandırılır) PSE -yə bağlanır (Proximal Sbərabərlik Element) transkripsiyanın başlanğıc sahəsinin yuxarı hissəsində təxminən 55 əsas cütü mərkəzləşdirmişdir. Bu montaj Pol II transkripsiya faktorları Oct1 və gücləndiriciyə bənzər DSE ilə birləşən STAF tərəfindən böyük dərəcədə stimullaşdırılır (Distal Sbərabərlik Eelement) transkripsiyanın başlanğıc yerindən ən azı 200 baza cütü. Bu amillər və təşviqçi elementlər snRNA genlərinin Pol II və Pol III transkripsiyası arasında paylaşılır.
  2. SNAPc, TFIIIB -ni transkripsiyanın başlanğıc sahəsinin yuxarı hissəsində mərkəzləşdirilmiş 26 baza cütü olan bir TATA qutusuna yığmağa çalışır. SnRNA geninin Pol II deyil, Pol III tərəfindən yazıldığını ifadə edən bir TATA qutusunun olmasıdır.
  3. U6 snRNA transkripsiyası üçün TFIIIB, daha kiçik bir Brf1 analoqu olan Brf2 ehtiva edir.
  4. TFIIIB, Pol III -ü transkripsiyanın başlanğıc yerində toplayan transkripsiya faktorudur. Ardıcıllığın qorunması, Brf2 ehtiva edən TFIIIB-nin də promotorun açılmasında rol oynadığını proqnozlaşdırır.

Eukaryotlarda Transkripsiyanın Başlanması

Öz -özünə bir DNT şablonuna bağlana bilən prokaryotik polimerazdan fərqli olaraq, eukaryotlar, əvvəlcə promoter bölgəsinə bağlanması və sonra uyğun polimerazın alınmasına kömək etməsi üçün transkripsiya faktorları adlanan bir neçə digər zülal tələb edir.

Üç ökaryotik RNT polimerazası

Ökaryotik mRNA sintezinin xüsusiyyətləri prokaryotlara nisbətən daha mürəkkəbdir. Beş alt bölmədən ibarət tək polimeraza əvəzinə, eukaryotların hər biri 10 və ya daha çox alt bölmədən ibarət üç polimeraza malikdir. Hər bir ökaryotik polimeraza, onu DNT şablonuna gətirmək üçün fərqli bir transkripsiya faktoru tələb edir.

RNT polimeraza I ribosomal RNT-nin (rRNT) transkripsiya edildiyi, emal edildiyi və ribosomlara yığıldığı xüsusi nüvə alt strukturu olan nüvədə yerləşir (Cədvəl 1). RRNA molekulları hüceyrə roluna malik olduqları üçün zülala çevrilmədiyi üçün struktur RNT -ləri hesab olunur. rRNA-lar ribosomun komponentləridir və tərcümə prosesi üçün vacibdir. RNA polimeraz I, 5S rRNA molekulu istisna olmaqla, bütün rRNA -ları sintez edir. "S" işarəsi, hissəciklərin mərkəzdənqaçma zamanı çöküntü sürətini xarakterizə edən "Svedberg" vahidlərinə aiddir.

Cədvəl 1. Üç Eukaryotik RNT Polimerazın Yerləri, Məhsulları və Həssaslıqları
RNT polimeraz Hüceyrə bölməsi Transkripsiya məhsulu α-Amanitin Həssaslığı
Mən Nükleolus 5S rRNA istisna olmaqla bütün rRNA -lar Həssas deyil
II Nüvə Bütün protein kodlayan nüvə pre-mRNA-ları Son dərəcə həssas
III Nüvə 5S rRNT, tRNT və kiçik nüvə RNT-ləri Orta dərəcədə həssas

RNT polimeraz II nüvədə yerləşir və bütün zülal kodlaşdıran nüvə pre-mRNA-larını sintez edir. Eukaryotik pre-mRNA-lar transkripsiyadan sonra, lakin tərcümədən əvvəl geniş emaldan keçir. Aydınlıq üçün, bu modulun eukaryotlarda transkripsiya və tərcüməni müzakirə etməsi, yalnız tərcümə olunmağa hazır olan, yetişmiş, işlənmiş molekulları təsvir etmək üçün "mRNA" termini istifadə edəcək. RNT polimeraz II, ökaryotik genlərin böyük əksəriyyətinin transkripsiyasından məsuldur.

RNT polimeraza III də nüvədə yerləşir. Bu polimeraza, 5S pre-rRNA, transfer pre-RNA (pre-tRNAs) və kiçik nüvə pre-RNT-lərini ehtiva edən müxtəlif struktur RNT-lərini transkripsiya edir. TRNA -lar, mRNA şablonu ilə böyüyən polipeptid zənciri arasındakı uyğunlaşma molekulları kimi xidmət etdikləri tərcümədə kritik rola malikdir. Kiçik nüvə RNT-ləri, pre-mRNA-ları "birləşdirmək" və transkripsiya faktorlarını tənzimləmək də daxil olmaqla müxtəlif funksiyalara malikdir.

Yeni geni xarakterizə edən alim, hansı polimerazanın onu transkripsiya etdiyini müəyyən edə bilər ki, bu genin müəyyən bir göbələk zəhəri, α-amanitinin iştirakı ilə ifadə olunub-olunmaması yoxlansın (Cədvəl 1). Maraqlıdır ki, α-amanitin tərəfindən istehsal olunur Amanita phalloides, Ölüm qapağı göbələyi, üç polimerazı çox fərqli şəkildə təsir edir. RNT polimeraz I α-amanitinə tamamilə həssas deyildir, yəni polimeraz bu zəhərin iştirakı ilə in vitro DNT-ni transkripsiya edə bilir. Bunun əksinə olaraq, RNT polimeraza II α-amanitinə son dərəcə həssasdır, RNT polimeraza III isə orta dərəcədə həssasdır. Transkripsiya edən polimerazanı bilmək bir tədqiqatçıya tədqiq olunan genin ümumi funksiyası haqqında ipucu verə bilər. RNA polimeraz II genlərin böyük əksəriyyətini transkripsiyaya saldığından, ökaryotik transkripsiya faktorları və təbliğatçıları haqqında sonrakı müzakirələrimizdə bu polimeraza diqqət yetirəcəyik.

RNT Polimeraz II Promoterinin quruluşu

Eukaryotik promotorlar prokaryotik promotorlardan daha böyük və daha mürəkkəbdir, lakin hər ikisində TATA qutusu var. Məsələn, siçan timidin kinaz genində TATA qutusu başlanğıc (+1) sahəsinə nisbətən təxminən -30-da yerləşir (Şəkil 1). Bu gen üçün, dəqiq TATA qutusu ardıcıllığı TATAAAA -dır, nümunə olmayan ip üzərində 5 'dən 3' istiqamətində. Bu ardıcıllıq ilə eyni deyil E. coli TATA qutusu, lakin A-T zəngin elementini qoruyur. A-T bağlarının termostabilliyi aşağıdır və bu, DNT şablonunun transkripsiyaya hazırlaşarkən yerli olaraq boşalmasına kömək edir.

Şəkil 1. RNT polimeraza II ilə transkripsiya edilmiş genin ümumiləşdirilmiş promotoru göstərilmişdir. Transkripsiya faktorları promotoru tanıyır. RNT polimeraza II daha sonra bağlanır və transkripsiya başlanğıc kompleksini əmələ gətirir.

İncəsənət Əlaqəsi

Şəkil 2. Ökaryotik mRNA -nın tərkibində ayrılmalı olan intronlar var. 5′ qapaq və 3′ poli-A quyruğu da əlavə olunur.

Bir elm adamı, bir bakteriya geninin önünə bir ökaryotik təbliğatçı səpir və geni bakterial bir xromosoma daxil edir. Bakteriyaların geni köçürməsini gözləyirsinizmi?

Siçan genomuna sitoplazmik timidin kinaz üçün bir gen və iki psevdogen daxildir. Pseudogenes, zülal kodlaşdırma qabiliyyətini itirmiş və ya artıq hüceyrə tərəfindən ifadə edilməyən genlərdir. Bu psevdogenlər mRNA -dan kopyalanaraq xromosoma daxil edilir. Məsələn, siçan timidin kinaz təşviqçisi təxminən -80 səviyyəsində qorunmuş bir CAAT qutusuna (GGCCAATCT) malikdir. Bu ardıcıllıq vacibdir və transkripsiya faktorlarının bağlanmasında iştirak edir. TATA qutusunun yuxarı axınında, eukaryotik təbliğatçılar bir və ya daha çox GC ilə zəngin qutuları (GGCG) və ya oktamer qutularını (ATTTGCAT) ehtiva edə bilər. Bu elementlər transkripsiyanın başlanmasının effektivliyini artıran hüceyrə amillərini birləşdirir və tez-tez hüceyrə tərəfindən daim ifadə olunan daha "aktiv" genlərdə müəyyən edilir.

RNT Polimeraz II üçün Transkripsiya Faktorları

Eukaryotik transkripsiyanın mürəkkəbliyi polimeraza və promotorlarla bitmir. Bazal transkripsiya faktorları, gücləndiricilər və səsboğucular ordusu da pre-mRNT-nin bir gendən sintez olunma tezliyini tənzimləməyə kömək edir. Gücləndiricilər və səsboğucular transkripsiyanın səmərəliliyinə təsir göstərir, lakin transkripsiyanın davam etməsi üçün lazım deyil. Bazal transkripsiya faktorları, sonradan transkripsiyanın başlanması üçün RNT polimeraz II -ni cəlb edən DNT şablonunda bir preinitiasiya kompleksinin formalaşmasında çox vacibdir.

Bazal transkripsiya faktorlarının adları “TFII” ilə başlayır (bu, RNT polimeraz II üçün transkripsiya faktorudur) və A – J hərfləri ilə göstərilir. Transkripsiya faktorları sistematik olaraq DNT şablonunda yer alır, hər biri preinitiasiya kompleksini daha da sabitləşdirir və RNT polimeraz II -nin işə qəbuluna kömək edir.

I və III RNT polimerazalarının DNT şablonuna gətirilməsi prosesləri transkripsiya faktorlarının bir qədər daha az mürəkkəb kolleksiyalarını əhatə edir, lakin ümumi mövzu eynidir. Ökaryotik transkripsiya, müxtəlif zülalların bir -biri ilə və DNT zənciri ilə qarşılıqlı əlaqədə olmasını tələb edən sıx tənzimlənən bir prosesdir. Eukariotlarda transkripsiya prosesi prokaryotlara nisbətən daha çox metabolik investisiya tələb etsə də, hüceyrənin zülal sintezi üçün lazım olan pre-mRNT-ləri dəqiq şəkildə transkripsiya etməsini təmin edir.

Təkamül Əlaqəsi

Təşəbbüskarların təkamülü

Genlərin təkamülü tanış bir anlayış ola bilər. DNT replikasiyası zamanı genlərdə mutasiyalar meydana gələ bilər və nəticə hüceyrəyə faydalı ola da bilər. Bir fermenti, struktur zülalını və ya başqa bir faktoru dəyişdirərək mutasiya prosesi funksiyaları və ya fiziki xüsusiyyətləri dəyişdirə bilər. Bununla birlikdə, eukaryotik təbliğatçılar və digər gen tənzimləyici ardıcıllıqlar da inkişaf edə bilər. Məsələn, bir çox nəsillər boyu hüceyrə üçün daha dəyərli olan bir genə nəzər salın. Ola bilsin ki, gen hüceyrənin müəyyən bir funksiya üçün bolca sintez etməli olduğu struktur zülalını kodlayır. Əgər belədirsə, bu genin promotorunun transkripsiya faktorlarını daha səmərəli şəkildə cəlb etməsi və gen ifadəsini artırması hüceyrə üçün faydalı olardı.

Promotor ardıcıllığının təkamülünü araşdıran elm adamları müxtəlif nəticələr bildirdilər. Qismən bunun səbəbi, ökaryotik təbliğatçının harada başladığını və bitdiyini dəqiq bir şəkildə söyləmək çətindir. Bəzi təşviqatçılar genlərdə meydana gəlir, digərləri isə tənzimlədikləri genlərin çox yuxarı axınında və hətta aşağı axınında yerləşir. Bununla belə, tədqiqatçılar araşdırmalarını eksperimental olaraq ilkin başlanğıc kompleksini bağlayan ardıcıllıqlar kimi müəyyən edilmiş insan əsas promotor sekansları ilə məhdudlaşdırdıqda, promotorların zülal kodlayan genlərdən daha sürətli inkişaf etdiyini aşkar etdilər.

Təkamülçünün insanların və ya digər yüksək orqanizmlərin təkamülünə necə uyğun gələcəyi hələ də aydın deyil. Bununla belə, müəyyən bir gen məhsulunun az və ya çoxunu effektiv şəkildə yaratmaq üçün promotorun təkamülü genlərin təkamülünə maraqlı alternativdir.

RNT polimerazaları I və III üçün təşviq strukturları

Eukaryotlarda, qorunan promoter elementləri RNA polimerazları I, II və III tərəfindən transkripsiya edilən genlər üçün fərqlənir. RNA polimeraz I, -45 ilə +20 bölgəsində iki GC baxımından zəngin promoter sekansına malik olan genləri transkripsiya edir. Təkcə bu ardıcıllıqlar transkripsiyanın başlanması üçün kifayətdir, lakin başlanğıc sahəsinin yuxarı axınında -180-dən -105-ə qədər regionda əlavə ardıcıllığı olan promotorlar başlanğıcı daha da gücləndirəcək. RNA polimeraz III tərəfindən transkripsiya olunan genlər, genlərin özlərində baş verən yuxarıya doğru hərəkət edənlərə və ya təşviqatçılara malikdir.


RNT polimeraza III transkripsiyası xəstəlik faktoru kimi

RNT polimeraza (Pol) III eukaryotik hüceyrələrdə müxtəlif kodlaşdırılmayan genlərin transkripsiyasına cavabdehdir, onların RNT məhsulları bəziləri üçün tərcümədə və digər bioloji proseslərdə dəqiq müəyyən edilmiş funksiyalara, digərləri üçün isə hələ də müəyyən edilməli olan funksiyalara malikdir. Lakin onların hamısı üçün yeni funksiyalar təsvir olunur. Məsələn, Pol III məhsullarının, protein kinaz R (PKR) kimi müəyyən zülalları birbaşa birləşmə yolu ilə tənzimlədiyi, gen ifadəsində tənzimləyici rolu olan çox qısa RNT -lərin qaynağını meydana gətirdiyi və ya sekvestrasiya yolu ilə mikroRNA səviyyələrini idarə etdiyi bildirildi. Bu bir çox funksiyaya uyğun olaraq, Pol III transkripsiya edilmiş genlərin tənzimlənməməsi çoxlu sayda insan xəstəlikləri ilə əlaqədardır. Burada Pol III transkripsiyası aparatının qüsurları və ya Pol III məhsullarının balanssızlığı ilə əlaqəli müxtəlif insan xəstəliklərini nəzərdən keçiririk və bunun əsas mexanizmlərini müzakirə edirik.

Açar sözlər


Gen Transkripsiyasında RNT Polimerazanın rolu | Genetika

Bu yazıda RNT polimerazanın transkripsiyadakı rolundan bəhs edəcəyik.

RNT polimeraza fermentləri E. coli-də müvafiq molekulyar çəkiləri 160,000, 150,000, 90,000,00 və β, β’, α, σ və ω ilə təyin edilmiş 5 alt bölmədən və ya polipeptid zəncirlərindən ibarət olan kompleks fermentdir. α zənciri iki dəfə, digərləri isə yalnız bir dəfə mövcuddur. Fermentin aktiv forması holoenzim adlanır və ümumi molekulyar çəkisi 500.000-dir.

Polipeptid zəncirləri ikincil kovalent olmayan bağlarla bir yerdə tutulur. Β, β ’, α və ω zəncirləri əsas fermenti əmələ gətirir sig (sigma faktoru) digər zəncirlərə zəif bağlanır və asanlıqla ayrılırlar. Əsas ferment riboza nukleotidlərinin fosfodiester bağları ilə əlaqəsini katalizləyir.

Sigma faktoru, transkripsiyanın başladığı DNT -nin promoter bölgəsindəki başlanğıc ardıcıllığını tanıyır. Siqma faktorunun mövcudluğunda holoenzim, transkripsiyaya başlayan promotor bölgədəki nukleotidlərə bağlanır. Tezliklə ikiqat sarmal açılır və bir ip transkripsiya üçün şablon rolunu oynayır.

I, II və III eukaryotik RNT polimerazaları hər birində 8-14 müxtəlif subunitdən ibarətdir. Onlar müxtəlif promotorları tanıyır və müxtəlif gen siniflərini tanıyırlar.

Hər üç eukaryotik RNT polimerazanın ən böyük iki alt birimi E. coli polimerazanın β və β ’ alt birimləri ilə əlaqədardır. Ökaryotik RNT polimerazlarının beş alt birimi, hər üç ferment üçün ortaqdır. Bu struktur oxşarlıqlar eukaryotik polimerazaların bir neçə ümumi funksional xassəni bölüşməsinə imkan verir.

Transkripsiya Saytı, Təşəbbüskar Tanınması:

RNA polimerazının bir genin transkripsiyasını başlatmaq üçün bağladığı DNT ardıcıllığına promoter deyilir. Təşəbbüskar, transkripsiyanın başladığı genlərin əvvəlindəki xüsusi bir saytdır.

Başlama prosesi vacibdir, çünki bu, transkripsiyanın tənzimlənməsinin əsas mərhələsidir. Tipik promouterlərin uzunluğu 20 ilə 200 arasında dəyişir. Fərqli təbliğatçılar arasındakı əsas ardıcıllıq dəyişikliyi göstərir və bu, RNT polimeraza ilə bağlanma gücü ilə əlaqədardır.

Transkripsiya, bir və ya hər iki DNT dupleksinin transkripsiyası ilə bağlı sual doğurdu. Yalnız tək zəncirli DNT-yə malik olan φ X 174 virusunda (əksər DNT viruslarından fərqli olaraq) yalnız bir DNT zəncirinin tamamlayıcı RNT ardıcıllığına transkripsiya edilir. Dupleks DNT-li digər viruslarda, bütün genomu nəzərdən keçirdikdə, DNT dupleksinin hər iki zənciri transkripsiya edilir, bir zəncir bəzi genlər üçün şablon, digəri qalan genlər üçün şablon rolunu oynayır.

Prokaryotlarda transkripsiya:

Bakteriyaların təşviqçiləri, RNT transkripsiyasının başlanğıc yerindən bir qədər əvvəl bir DNT zəncirinin bölgəsində yerləşir. The nucleotide at which transcription is initiated is denoted as + 1 and the preceding nucleotide as -1. The portions of the DNA preceding the initiation site, toward the 3′ end of the template are said to be upstream of that site.

Those portions of the DNA succeeding it, toward the 5′ end of the template are said to be downstream of that site. Comparisons of promoter sequences of a series of different genes isolated from E. coli revealed that the region upstream of the transcription initiation site contains two sets of sequences that are similar in a variety of genes.

These two common sequences, referred to as consensus sequences, contain 6 nucleotides each. Each base in the consensus sequence is the base most often observed at that position among any number of observed sequences.

Consensus sequences are located approximately 10 and 35 base pairs upstream of the transcription start site. They are called the -10 and -35 elements, denoting their position in relation to the transcription initiation site, which is at + 1 position. (Fig. 15.6).

The consensus sequence in position 35 in E. coli has TTGACA and that in position 10 has TATAAT. The sequences at the – 10 and – 35 positions are not identical in different promoters, but similar enough to establish consensus sequences. The – 10 sequence which is called the TATA box or Pribnow box (after the name of its discoverer) is similar to sequences found at corresponding positions in many eukaryotic promoters.

The positions of the promoter sequences determine where and on which strand the RNA polymerase begins synthesis. Experimental evidence supports the functional importance of the – 10 and – 35 promoter elements.

First, genes with promoter elements that differ from the consensus sequences are transcribed less efficiently than genes whose promoters match the consensus sequence more closely.

Second, mutations induced in either the – 35 or – 10 consensus sequences have strong effects on promoter function.

Third, the sites at which RNA polymerase binds to promoters have been directly identified by foot-printing experiments, widely used to determine the sites at which proteins bind to DNA (Fig. 15.7).

In these experiments, a DNA fragment is radiolabeled at one end. The labelled DNA is incubated with the protein, for example RNA polymerase, and then subjected to partial digestion with DNase. The method is based on the principle that the regions of DNA to which the protein binds are protected from DNase digestion. A parallel sample of DNA that was not incubated with protein is digested with DNase.

The regions of DNA with bound protein can be identified by comparison of the digestion products from protein-bound DNA and DNA without protein. Such foot-printing analysis has shown that RNA polymerase generally binds to promoters over approximately a 60 base pair region, extending from – 40 to + 20, that is, from 40 nucleotides upstream to 20 nucleotides downstream of the transcription start site. The sigma (σ factor) subunit of RNA polymerase binds specifically to sequences in both the – 35 and – 10 promoter regions, indicating the importance of these regions in promoter function.

Initiation of Transcription:

In absence of sigma subunit, RNA polymerase can bind non-specifically to DNA with low affinity. Sigma plays a crucial role in directing the polymerase to promoters by binding specifically to both the – 35 and – 10 sequences, leading to initiation of transcription at the beginning of a gene. The initial binding between the polymerase and promoter is referred to as closed-promoter complex because the DNA is not unwound.

The polymerase then unwinds about 15 bases of DNA around the initiation site to form an open-promoter complex and single stranded DNA is made available for transcription. The first nucleoside triphosphate is placed at the site. The next nucleotide in line is joined to the 3′ carbon of the ribose, and so forth. Transcription is initiated by the joining of two free NTPs at the + 1 site.

Chain Elongation:

After addition of about the first ten nucleotides, sigma is released from the polymerase shown in Fig. 15.6. The polymerase then moves along the DNA template strand, adding nucleotides to the 3′ end of the growing RNA chain. Thus RNA chains grow in the 5′ to 3′ direction similar to what is observed in DNA synthesis.

As it moves, the polymerase unwinds the template DNA over about 17 base pairs (less than two turns of the double helix) in the region of transcription. After RNA polymerase has passed, the DNA strands reform the duplex.

Chain Termination:

The RNA chain continues to grow until the RNA polymerase encounters a termination signal. Then transcription stops, the RNA chain is released from the polymerase, and the enzyme dissociates from its DNA template. The most common type of termination signal in E. coli consists of a symmetrical inverted repeat of a GC-rich sequence followed by 4 or more A residues.

Transcription of the GC-rich inverted repeat produces a segment in the growing RNA chain that can form a stem loop structure by complementary base pairing (Fig. 15.8).

The formation of a self-complementary structure dissociates the chain from the DNA template and terminates transcription. There are other types of transcription termination signals in prokaryotes as well as eukaryotes that involve binding of proteins to specific DNA sequences for chain termination, instead of formation of the stem-loop structure in RNA.

Transcription in Ökaryotik:

There are two major differences between prokaryotic and eukaryotic transcription systems.

First, a single RNA polymerase is able to transcribe all genes in bacteria, whereas eukaryotic cells have multiple different RNA polymerases that transcribe distinct classes of genes.

Second, eukaryotic RNA polymerases do not bind directly to promoter sequences, but interact with a number of proteins to specifically initiate transcription. The complexity of the transcription process in eukaryotes is presumed to be related with the regulation of gene expression required to control activities of many different cell types in multicellular forms.

Three distinct nuclear RNA polymerases transcribe different classes of genes in eukaryotic cells (Table).

RNA polymerase II transcribes protein coding genes in nucleus to yield mRNAs RNA polymerases I and III transcribe ribosomal RNAs (rRNAs) and transfer RNAs (tRNAs). The three largest species of tRNAs are transcribed by RNA polymerase I.

The genes for transfer RNA and the smallest species of ribosomal RNA (5S rRNA), as well as some small nuclear (snRNAs) and cytoplasmic RNAs (scRNAs) involved in splicing and protein transport are transcribed by RNA polymerase III. In addition, mitochondria and chloroplasts contain separate RNA polymerases similar to bacterial RNA polymerases that specifically transcribe DNA in these organelles.

Transcription by RNA Polymerase II:

The different mode of action of transcription in eukaryotic cells was noted in 1979 when it was found that RNA polymerase II is able to initiate transcription only if additional proteins are added to the reaction. In contrast with the bacterial sigma factors, transcription in eukaryotic cells requires distinct initiation factors that were not associated with the polymerase.

Specific proteins acting as transcription factors have now been identified that are required by RNA polymerase II to initiate transcription. Two types of transcription factors have been defined: general transcription factors involved in transcription from all polymerase II promoters additional transcription factors involved in control of expression of individual genes.

Experiments using in vitro systems have indicated that five general transcription factors are required for initiation of transcription by RNA polymerase II. The promoters of many genes transcribed by polymerase II contain a sequence similar to TATAA 25 to 30 nucleotides upstream of the transcription start site.

This sequence referred to as the TATA box is similar to the -10 sequence of bacterial promoters and is involved in initiation of transcription as follows: first, a general transcription factor called TFIID (TF indicates transcription factor, II denotes polymerase II) binds to the TATA box. TFIID has multiple subunits including the TATA-binding protein (TBP).

The TBP binds specifically to the TATAA consensus sequence and 10-12 other polypeptides called TBP-associated factors (TAFs). Second, TBP binds to a second general transcription factor (TFIIB) forming a TBP-TFIIB complex at the promoter. Following recruitment of RNA polymerase II to the promoter, two additional factors (TFIIE and TFIIH) are required for initiation of transcription.

Two subunits of TFIIH are helicase that unwind DNA around initiation site, while another subunit is a protein kinase that phosphorylates repeated sequences in the largest subunit of RNA polymerase II. In spite of the development of in vitro systems, much remains to be elucidated about polymerase II transcription in eukaryotic cells.

Transcription by RNA Polymerases I and III:

Like RNA polymerase II, the other two polymerases I and III also require additional transcription factors to associate with appropriate promoter sequences. Although the three eukaryotic polymerases recognise distinct types of promoters, a common transcription factor, the TATA- binding protein (TBP) seems to be required for initiation of transcription by all 3 polymerases.

RNA polymerase I transcribes ribosomal RNA genes which are present in tandem repeats, to yield a large 45S pre-rRNA, which is then processed to derive the 28S, 18S and 5.8S rRNAs (Fig. 15.9).

The promoter of rRNA genes consists of 150 base pairs just upstream of the transcription initiation site. These promoter sequences are recognised by two transcription factors, UBF (upstream binding factor) and SL1 (selectivity factor 1) which bind to the promoter and then recruit polymerase I to form an initiation complex.

One of the four protein subunits of the SL1 transcription factor is TBP. Thus, TBP is a common transcription factor required by all 3 types of eukaryotic RNA polymerases. The promoter of ribosomal RNA genes does not contain TATA box, therefore, TBP does not bind to specific promoter sequences. Thus TBP associates with ribosomal RNA genes through the binding of other proteins in the SL1 complex to the promoter.

The genes for tRNAs, 5S rRNA and some of the small RNAs involved in splicing and protein transport are transcribed by Polymerase III. These genes are characterised by promoters that lie within, and not upstream of the transcribed sequence.

The process of termination of transcription was found out from experiments in prokaryotes in which nucleus is not bound by a membrane. Therefore, synthesis of proteins on ribosomes occurs simultaneously with synthesis of mRNA on DNA.

Visualisation of Transcription:

The idea of visualizing gene transcription originally arose from light microscopic studies of lampbrush chromosomes in amphibian oocytes performed by Callan and Lloyd, and Gall in the 1960’s similar studies were done on the puffed polytene chromosomes of insects by Beermann and his colleagues. Oocyte-chromosomes are highly extended in the lampbrush state and contain thousands of chromosomal loci active in RNA synthesis.

Another favourable attribute of oocytes is that there is amplification (manifold increase) of rRNA genes during early oogenesis giving rise to hundreds of extra nucleoli in a nucleolus. In this system, transcription of ribosomal cistrons has been visualised.

During transcription on oocyte lampbrush chromosomes, the DNA in the condensed, bead­like chromomere unravels and is spun out into a loop and transcribed. The loop axis becomes covered by the transcribed RNA fibrils embedded in a protein matrix (Fig. 15.12). At the base of each RNP (ribonucleoprotein) fibril, an RNA polymerase molecule is attached. In male meiosis and somatic cells transcription produces fine hair-like outgrowths from the chromosomes (Fig. 15.13).

Puffing in the giant polytene chromosomes in the salivary glands of insects represents a direct way of correlating chromosome structure with gene transcription. Puff formation indicates genes that are actively transcribing RNA which would be translated into salivary proteins. Further work of Grossbach (1969) and others made it possible to relate the syn thesis of a specific protein with a specific puff.

In 1969 Miller and Beatty developed a spreading technique for chromatin by which nascent RNP transcripts could be visualised in the electron microscope. The technique has since been applied to various materials. It allows us to visualize the spatial relationships between DNA, RNA polymerase and the RNA transcripts in situ.

EM studies have confirmed that most of the DNP (de-oxy-ribonucleoprotein) fibrils are entangled in the chromomeric mass and only a small proportion is extended into lateral loops. The initiation and termination sites for transcription are located at the two ends of the loop i.e., the thick and thin insertion sites of the loop.

The lateral RNP fibrils which contain the nascent RNA transcripts are of increasing length. One loop is said to represent one transcriptional unit. Many times an active loop shows tandemly arranged transcription units separated by spacer regions (Fig. 15.14). The spacers represent non-transcribed regions. Up to 5 transcriptional units may be present on a loop the loop is therefore a multi-gene structure.

These authors also found initiation sites of two transcriptional units overlapping each other. The drug actinomycin-D which inhibits transcription removes RNP fibrils from the template and causes loops to collapse.

The initial products of transcription observed in EM are longer than the average hnRNA molecules isolated by biochemical techniques. Similar studies on transcription have also been conducted on interphase nuclei of somatic cells in some organisms.

Inhibitors of Transcription:

Several compounds can inhibit transcription of DNA by RNA polymerase. One group of compounds acts by binding non-covalently to the DNA template and modifying its structure the other group binds to the RNA polymerase and inhibits its catalytic function. The most important inhibitor is actinomycin-D (AMD), an antibiotic produced by streptomyces.

Its phenoxazene ring intercalates between two GC pairs, while its two peptide side chains form H-bonds with guanine bases and project into minor groove of the double helix.

AMD does not interfere with the binding of RNA polymerase to DNA but inhibits chain elongation by preventing movement of core enzyme along the template. AMD does not interfere with replication of DNA. Aflatoxin, ethidium bromide and 2- acetyl-amino-fluorine also inhibit transcription by binding to DNA.

A group of bacterial antibiotics called rifamycins act by inhibiting bacterial RNA polymerases. One such compound known as rifampicin binds non-covalently to the β subunit of RNA polymerase so that chain initiation is inhibited, but does not affect chain elongation, α- amanitin blocks one of the RNA polymerase enzymes present in eukaryotic cells but bacterial mitochondrial or chloroplast RNA polymerases are not affected by it.


Şəxsi elmi, tədqiqat və təhsil məqsədləriniz üçün bu məqaləni endirin və çap edin.

Tək bir buraxılış alın Elm cəmi 15 ABŞ dolları üçün.

Elm

Vol 348, Issue 6234
01 May 2015

Məqalə Alətləri

Bu məqalə üçün bir xəbərdarlıq əlavə etmək üçün daxil olun.

By Antoine Bridier-Nahmias , Aurélie Tchalikian-Cosson , Joshua A. Baller , Rachid Menouni , Hélène Fayol , Amando Flores , Ali Saïb , Michel Werner , Daniel F. Voytas , Pascale Lesage

Elm 01 May 2015 : 585-588

A mobile genetic element is targeted away from gene-coding regions by a component of a host transcription complex.


Videoya baxın: Transkripsiyon ve mRNAnın İşlenmesi (Noyabr 2022).