ARN polimerasa III
En las células eucariotas, la ARN polimerasa III transcribe el ADN para sintetizar ARNr ribosómico 5S , ARNt , ARN 7SL [1] y otros ARN pequeños .
Los genes transcritos por la ARN polimerasa III pertenecen a la categoría de genes de "mantenimiento" , cuya expresión se requiere en todos los tipos de células y en la mayoría de las condiciones ambientales. Por lo tanto, la regulación transcripcional de la ARN polimerasa III está relacionada principalmente con la regulación del crecimiento celular y el ciclo celular y requiere menos proteínas reguladoras que en el caso de la ARN polimerasa II . Sin embargo, bajo condiciones de estrés, la proteína Maf1 suprime la actividad de la ARN polimerasa III. [2] La rapamicina también puede inhibir la ARN polimerasa III a través de su objetivo directo TOR. [3]
Transcripción
El proceso de transcripción (por cualquier polimerasa) implica tres pasos principales:
- Iniciación que requiere la creación de un complejo de ARN polimerasa en un promotor de genes
- Elongación, síntesis de transcritos de ARN
- Terminación, finalización de la transcripción de ARN y desmontaje del complejo de ARN polimerasa
Iniciación
Iniciación: construcción del complejo polimerasa sobre el promotor. La ARN polimerasa III es inusual (en comparación con la ARN polimerasa II) en el sentido de que no requiere secuencias de control aguas arriba del gen, sino que normalmente se basa en secuencias de control internas , es decir, secuencias en la parte transcrita del gen (aunque secuencias aguas arriba en algunos casos, por ejemplo, el gen U6 snRNA tiene una caja TATA corriente arriba , que ocurre en los promotores de la ARN polimerasa II).
Hay tres clases de iniciación de ARN polimerasa III, correspondientes a la iniciación de ARNr 5S, ARNt y ARNsn U6. En todos los casos, el proceso comienza con la unión de los factores de transcripción a las secuencias de control y finaliza con el reclutamiento de TFIIIB ( Factor de transcripción para la polimerasa III B ) en el complejo y ensamblaje de la ARN polimerasa III. TFIIIB consta de tres subunidades: una proteína de unión a TATA (TBP), un factor relacionado con TFIIIB (BRF1 o BRF2 para la transcripción de un subconjunto de genes transcritos de ARN polimerasa III en vertebrados) y una unidad primaria doble B (BDP1). La arquitectura general es similar a la de la ARN polimerasa II. [cuatro]
Clase I
Los pasos estándar para la iniciación del gen 5S rRNA (también llamado clase I) son:
- TFIIIA ( factor de transcripción para la polimerasa IIIA ) se une a una secuencia de control de rRNA 5S intragénica (que se encuentra dentro de la secuencia de ADN transcrita), caja C (también llamada caja C) .
- TFIIIA sirve como una plataforma que reemplaza los bloques A y B para colocar TFIIIC en una orientación relativa al sitio de inicio de la transcripción que es equivalente a la observada para los genes de ARNt.
- Una vez que TFIIIC se une al complejo TFIIIA-DNA, el ensamblaje de TFIIIB ocurre de la misma manera que para la transcripción de tRNA.
Clase II
Los pasos estándar para la iniciación del gen tRNA (también llamado clase II) son:
- TFIIIC ( factor de transcripción para la polimerasa III C ) se une a dos secuencias de control intragénicas (que se encuentran dentro de la secuencia de ADN transcrita), cajas A y B (también denominadas caja A y caja B).
- TFIIIC actúa como un factor de ensamblaje que posiciona a TFIIIB para la unión al ADN en un sitio centrado unos 26 pares de bases aguas arriba del sitio de inicio de la transcripción.
- TFIIIB es un factor de transcripción que ensambla la ARN polimerasa III en el sitio de inicio de la transcripción. Una vez que TFIIIB se une al ADN, ya no se requiere TFIIIC. TFIIIB también juega un papel importante en la apertura de promotores.
Clase III
Pasos de iniciación estándar para el gen snRNA U6 (también llamado clase III) (solo documentado en vertebrados):
- SNAPc (complejo de proteína activadora de ARNsn) (también llamado PBP y PTF) se une a un PEP (elemento de secuencia proximal) centrado alrededor de 55 pares de bases aguas arriba del sitio de inicio de la transcripción. Este ensamblaje está fuertemente estimulado por los factores de transcripción Oct1 y STAF de la ARN polimerasa II, que se unen a un DEP (elemento de secuencia distal) similar a un potenciador al menos 200 pares de bases aguas arriba del sitio de inicio de la transcripción. Estos factores y elementos promotores son comunes a la transcripción de genes de snRNA por la RNA polimerasa II y III.
- SNAPc actúa para ensamblar TFIIIB en una caja TATA centrada en 26 pares de bases aguas arriba del sitio de inicio de la transcripción. La presencia de la caja TATA indica que el gen snRNA es transcrito por la ARN polimerasa III y no por la ARN polimerasa II.
- TFIIIB para la transcripción de U6 snRNA contiene un parálogo más pequeño Brf1, Brf2.
- TFIIIB es un factor de transcripción que ensambla la ARN polimerasa III en el sitio de inicio de la transcripción. La conservación de la secuencia predice que el TFIIIB que contiene Brf2 también juega un papel en la apertura del promotor.
Elongación
TFIIIB permanece asociado con el ADN después del inicio de la transcripción por la ARN polimerasa III (a diferencia de los factores σ bacterianos y la mayoría de los principales factores de transcripción para la transcripción por la ARN polimerasa II). Esto da como resultado una alta tasa de reinicio de la transcripción de los genes transcritos por la ARN polimerasa III.
Terminación
La polimerasa III termina la transcripción en una pequeña región de poliUs (5-6). En el caso de los eucariotas, no se requiere el bucle en horquilla , pero puede aumentar la eficacia de la terminación en humanos. [5]
Notas
- ↑ Englert M. et al. Nuevos elementos de control aguas arriba e intragénicos para la transcripción dependiente de ARN polimerasa III del gen de ARN 7SL humano // Biochimie . - 2004. - vol. 86 , núm. 12 _ - Pág. 867-874 . -doi : 10.1016 / j.biochi.2004.10.012 .
- ↑ Alessandro Vannini, Rieke Ringel, Anselm G. Kusser, Otto Berninghausen, George A. Kassavetis. Base molecular de la represión de la transcripción de ARN polimerasa III por Maf1 // Cell. — 2010-10-01. - T. 143 , n. 1 . — S. 59–70 . — ISSN 1097-4172 . -doi : 10.1016 / j.cell.2010.09.002 . Archivado desde el original el 3 de junio de 2021.
- ↑ Jaehoon Lee, Robyn D. Moir, Ian M. Willis. La regulación de la transcripción de la ARN polimerasa III involucra ramas dependientes de SCH9 e independientes de SCH9 de la vía del objetivo de la rapamicina (TOR) // The Journal of Biological Chemistry. — 2009-05-08. - T. 284 , n. 19 _ — S. 12604–12608 . — ISSN 0021-9258 . -doi : 10.1074/ jbc.C900020200 . Archivado desde el original el 3 de junio de 2021.
- ↑ Yan Han, Chunli Yan, Susan Fishbain, Ivaylo Ivanov, Yuan He. Visualización estructural de maquinarias de transcripción de ARN polimerasa III // Cell Discovery. - 2018. - T. 4 . - S. 40 . — ISSN 2056-5968 . -doi : 10.1038 / s41421-018-0044-z . Archivado desde el original el 4 de junio de 2021.
- ↑ Matthew S. Verosloff, William K. Corcoran, Taylor B. Dolberg, Joshua N. Leonard, Julius B. Lucks. Secuencia de ARN y determinantes estructurales de la terminación transcripcional de Pol III en células humanas . — Biología Molecular, 2020-09-11. -doi : 10.1101/ 2020.09.11.294140 .