Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 3 октября 2017 года; проверки требуют 14 правок.
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 3 октября 2017 года; проверки требуют 14 правок.
РНК-полимераза II
Необходимо проверить качество перевода, исправить содержательные и стилистические ошибки.
РНК-полимераза II — ферментэукариот, который катализирует транскрипцию ДНК, синтезирует предшественников мРНК и большинство мяРНК и микроРНК[2][3]. Эта полимераза представляет собой комплекс массой 550 кДа, состоящий из 12 субъединиц. РНК-полимераза II является наиболее изученным типом РНК-полимеразы. Ей необходим широкий спектр транскрипционных факторов для того, чтобы связываться с генами выше промоторов и начинать транскрипцию.
Структура эукариотической РНК-полимеразы II из Saccharomyces cerevisiae, PDB ID 1WCM[4]. Покрашены субъединицы, гомологичные субъединицам бактериальной полимеразы: RPB3 – оранжевый , RPB11 – желтый , RPB2 – бежевый, RPB1 – красный, RPB6 – розовый, остальные 7 субъединиц покрашены серым.
Ко́ровые субъединицы РНК-полимеразы II были выделены с помощью анализов транскрипции[5]. Выделенный фермент имеет, как правило, 10—12 субъединиц (12 у человека и дрожжей) и не способен к специфическому распознаванию промотора[6]. Многие взаимодействия между её субъединицами уже известны[7].
ДНК-зависимая субъединица RPB1 РНК-полимеразы II — фермент, который в организме человека кодируется геномPOLR2A, а в дрожжах кодируется RPO21. RPB1 — самая большая субъединица РНК-полимеразы II. Её С-концевой домен, объединяющий до 52 гептапептидных повторов (YSPTSPS), которые необходимы для полимеразной активности[8]. В сочетании с рядом других субъединиц полимеразы она образует ДНК-связывающий домен полимеразы, в котором матрица ДНК транскрибируется в РНК[9]. Эта субъединица взаимодействует с RPB8[7].
RPB2 (POLR2B) — вторая по величине субъединица, которая в комбинации по меньшей мере с двумя другими субъединицами полимеразы образует структуру, которая в активном центре фермента поддерживает контакт между ДНК-матрицей и вновь синтезированной РНК[10].
RPB3 (POLR2C) — третья по величине субъединица. Существует в виде гетеродимера с другой полимеразной субъединицей, POLR2J, образующего основной сборочный узел. RPB3 взаимодействует с RPB1-5, 7, 10—12[7].
Субъединица B4 РНК-полимеразы II (RPB4) — кодируется геномPOLR2D[11], является четвёртой по величине субъединицей и может играть роль защиты от стресса.
RPB5 у человека кодируется геном POLR2E. Две молекулы этой субъединицы присутствуют в каждой РНК-полимеразе II[12]. RPB5 сильно взаимодействует с RPB1, RPB3 и RPB6[7].
RPB6 (POLR2F) образует структуру, по крайней мере, с двумя другими субъединицами, которая стабилизирует транскрипцию полимеразы на матрице ДНК[13].
RPB7 кодируется геном POLR2G и может играть роль в регуляции функций полимеразы[14]. RPB7 взаимодействует с RPB1 и RPB5[7].
RPB8 (POLR2H) взаимодействует с субъединицами RPB1-3, 5 и 7[7].
RPB9 — паз, в котором матрица ДНК транскрибируется в РНК, состоит из RPB9 (POLR2I) и RPB1.
RPB10 — продукт гена POLR2L. Он взаимодействует с RPB1-3 и 5, и сильно с RPB3[7].
RPB11 — субъединица RPB11 сама состоит из трёх субъединиц у человека: POLR2J (RPB11-а), POLR2J2 (RPB11-б), и POLR2J3[15] (RPB11-с).
В сборке РНК-полимеразы II участвует RPB3[16]. Субкомплекс RPB2 и RPB3 появляется вскоре после синтеза субъединицы[16]. Этот комплекс впоследствии взаимодействует с RPB1[16]. RPB3, RPB5 и RPB7 взаимодействуют друг с другом, чтобы сформировать гомодимеры, а RPB3 и RPB5 вместе способны связаться со всеми другими субъединицами RPB, за исключением RPB9.[7] Только RPB1 сильно связывается с RPB5[7]. Субъединицы RPB1 также контактирует с RPB7, RPB10, хотя и более слабо, чем с RPB8, контактирование с которой у неё наиболее эффективно[7]. После в комплекс RPB1 входят и другие субъединицы, такие как RPB5 и RPB7 могут входить, где RPB5 связывается с RPB6 и RPB8 и RPB3 доставляет RPB10, RPB 11, и RPB12.[7] RPB4 и RPB9 могут соединятся только когда почти весь комплекс собран. RPB4 образует комплекс с RPB7[7].
Фермент может катализировать до нескольких миллионов реакций в секунду. Скорость работы фермента зависит от состава раствора и концентрации субстрата. Как и другие ферменты, POLR2 имеет кривую насыщения и максимальную скорость (Vmax). Он имеет Km (концентрация субстрата, необходимого для достижения половины Vmax) и kcat (число молекул субстрата, обрабатываемых одним активным центром в секунду). Указанная константа даёт kcat/Km. Теоретический максимум для указанной константы находится в пределах от 108 до 109 (M−1 с−1), когда каждое столкновение фермента с его субстратом приводит к акту катализа. У дрожжей мутация в домене Trigger-Loop самой большой субъединицы может изменить кинетику фермента[17].
Число оборотов для РНК-полимеразы II составляет 0,16 с−1 от концентрации[18]. Бактериальная РНК-полимераза, родственник РНК-полимеразы II, переключается между инактивированным и активированным состояниями транслокацией назад и вперед вдоль ДНК[19]. Концентрации [NTP]eq = 10 μM ГТФ, 10 μМ УТФ, 5 μМ АТФ и 2,5 μМ ЦТФ, производят средний рейтинг удлинения, число оборотов, ~1 пара оснований (NTP)−1 для бактериальной РНК-полимеразы[19].
Голоэнзим РНК-полимеразы II — форма эукариотической РНК-полимеразы II, которая набирается в живых клетках в промоторах генов белков[6]. Он состоит из РНК-полимеразы II, подмножества общих факторов транскрипции, и регуляторных белков, известных как белки SRB.
Этот[какой?] путь даёт примеры регулирования в следующих точках транскрипции:
Преинициация (продвижение по Bre1, модификация гистонов).
Инициация (продвижение по TFIIH, модификация Pol II и продвижение COMPASS, модификация гистонов).
Удлинение (продвижение по Set2, модификации гистонов).
Обратите внимание, что это[что?] относится к различным этапам этого[какого?] процесса в качестве регуляторных шагов. Это[что?] не было доказано, что они[кто?] используются для регулирования, но очень вероятно, что это[что?] так.
Удлинение промоторов РНК Pol II могут быть суммированы в 3 классах:
Медикамент/зависящих от последовательности (задержка/аффект) факторов (различные мешающие белки).
Структуры хроматина, ориентированные на факторы (посттранскрипционные модификаторы гистонов, например, гистонов метилтрансферазы).
РНК Pol II-факторы, улучшающие качество транскрипции (различные мешающие белки и кофакторы Pol II).
С-конец RPB1 добавляется для формирования С-концевого домена (CTD). Карбоксильно-концевой домен РНК-полимеразы II, как правило, содержит до 52 повторов последовательности Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser.[21] Другие белки часто связывается с С-концевым доменом РНК-полимеразы с целью активировать полимеразную активность. Это домен белка, который участвует в инициации транскрипции, кэпированииРНК-транскрипта, и прикреплении к сплайсосоме для сплайсинга РНК.[8]
↑ 12345678910111213Acker J., de Graaff M., Cheynel I., Khazak V., Kedinger C., Vigneron M. Interactions between the human RNA polymerase II subunits (англ.) // J. Biol. Chem. : journal. — 1997. — July (vol. 272, no. 27). — P. 16815—16821. — doi:10.1074/jbc.272.27.16815. — PMID 9201987.
↑Khazak V., Estojak J., Cho H., Majors J., Sonoda G., Testa J. R., Golemis E. A. Analysis of the interaction of the novel RNA polymerase II (pol II) subunit hsRPB4 with its partner hsRPB7 and with pol II (англ.) // Molecular and Cellular Biology : journal. — 1998. — May (vol. 18, no. 4). — P. 1935—1945. — PMID 9528765. — PMC121423.
↑Kaplan, Craig. Dissection of Pol II Trigger Loop Function and Pol II Activity–Dependent Control of Start Site Selection In Vivo (англ.) // PLOS Genetics : journal. — 2012. — 12 April.
↑ 12Abbondanzieri E. A., Greenleaf W. J., Shaevitz J. W., Landick R., Block S. M. Direct observation of base-pair stepping by RNA polymerase (англ.) // Nature : journal. — 2005. — November (vol. 438, no. 7067). — P. 460—465. — doi:10.1038/nature04268. — PMID 16284617. — PMC1356566.
↑Kaplan, Craig D. The RNA Polymerase II Trigger Loop Functions in Substrate Selection and is Directly Targeted by α-amanitin (англ.) // Molecular Cell : journal. — 2008. — 6 June. — PMC2475549.