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RNA-polymerase II
RNA-Polymerase II
RNA-Polymerase II aus Saccharomyces cerevisiae
Identifizierung
alt. NameDNA-gerichtete RNA-Polymerase II
EG-Nummer2.7.7.6
CAS-Nummer9014-24-8
Datenbanken
IntEnzIntEnz-Ansicht
BRENDABRENDA-Eintrag
ExPASyNiceZyme-Ansicht
KEGGKEGG-Eintrag
MetaCycStoffwechselweg
PDB-Codes
RCSB PDB, PDBe,
PDBsum
Portal  Portalsymbol  Biologie
RNA-Polymerase II aus Saccharomyces cerevisiae, die aus 12 Untereinheiten besteht.[1]
Schema der Transkription

Das RNA-Polymerase II, RNAP II, Pol II oder RNA-Polymerase B ist ein RNA-Polymerase, die an der beteiligt ist Transkription des mRNA's, die meisten snRNA's und microRNAs.[2][3] Das Enzym befindet sich in der Kernplasma von Eukaryoten und besteht aus 10 bis 12 Untereinheiten. Die humane RNA-Polymerase II hat 12 Untereinheiten.[4] Die RNA-Polymerase II besteht aus den vier beweglichen Elementen: Core, Clamp, Shelf und Jaw Lobe, die sich relativ zueinander bewegen können. Das Kernelement besteht aus RPB3, 10, 11, 12 und Teilen von RPB1 und RPB2, die das aktive Zentrum bilden. Dieses Element weist etwa die Hälfte der Masse der RNA-Polymerase II auf.[5]

Die Wissenschaftler Robert Röder und William Rutter entdeckte 1969 eine dritte RNA-Polymerase. Sie verwendeten DEAE-Sephadex (Diethylaminoethylcellulose; a Ionenaustauscherharz) Bei der Ionenaustauschchromatographie, zur Trennung der Enzyme. Diese Technik trennt sie in der Reihenfolge der Extraktion Ι, ΙΙ und ΙΙΙ durch die Konzentration von Ammoniumsulfat erhöhen, ansteigen. Die Enzyme wurden nach der Extraktionsreihenfolge benannt RNAP II, RNAP II, RNAP III.[6]

Eine große Auswahl von Transkriptionsfaktoren erforderlich für die Bindung der RNA-Polymerase II an den Upstream Promoter. Diese Faktoren bilden zusammen mit der RNA-Polymerase II die basaler Transkriptionskomplex.

Untereinheiten[7]

Saccharomyces cerevisiae Pol II
Untereinheiten		Ob im anderen oder nicht
Auftretende RNA-Polymerasen		menschliches GenNummer proteinogene AminosäurenHumane Pol II-Untereinheiten
RPB1IIPOLR2A[8]1970Untereinheit A
RPB2IIPOLR2B[9]1174Untereinheit B
RPB3II, IV, VPOLR2C[10]275Untereinheit C
RPB4IIPOLR2D[11]142Untereinheit D
RPB5 (RPABC1, ABC27)I, II, IIIPOLR2E[12]210hRPB5 (Untereinheit E)
RPB6 (RPABC2, ABC23)I, II, III, IV, VPOLR2F[13]127hRPB6 (Untereinheit F)
RPB7IIPOLR2G[14]172Untereinheit G
RPB8 (RPABC3, ABC14.5)I, II, III, IV, VPOLR2H[15]149hRPB8 (Untereinheit H)
RPB9II, IV, VPOLR2I[16]125Untereinheit I
RPB10 (RPB11-a)II, IV, VPOLR2J[17]117Untereinheit J
RPB11 (ABC10β, RPABC4)I, II, III, IV, VPOLR2K[18]58hRPB10 (Untereinheit K)
RPB12 (ABC10α, RPABC5)I, II, III, IV, VPOLR2L[19]67hRPB12 (Untereinheit L)
  • DNA-gerichtete RNA-Polymerase II-Untereinheit RPB1 – ein Enzym, das das Gen beim Menschen produziert POLR2A und Hefe RPO21. RPB1 ist die größte Untereinheit der RNA-Polymerase II. Es besteht aus a carboxyterminales Proteinmotiv protein (CTD) mit bis zu 52 HeptaPeptidwiederholen (Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser), die für die Polymeraseaktivität unverzichtbar sind.[20] Das CTD wurde im Labor von C.J. Englisch der Universität von Toronto und von J. L. Corden der Johns Hopkins Universität. In Kombination mit mehreren anderen Polymerase-Untereinheiten bildet die RPB1 das DNA-bindende Proteinmotiv, die Furche, in der die DNA-Matrize in RNA transkribiert wird.[21] Es hat eine starke Wechselwirkung mit RPB8.[22]
  • RPB2 (POLR2B) – die zweitgrößte Untereinheit, die in Kombination mit mindestens zwei anderen Polymerase-Untereinheiten eine Struktur in der Polymerase bildet, die den Kontakt des aktiven Zentrums des Enzyms mit der DNA-Matrize und der neu gebildeten RNA ermöglicht.[23]
  • RPB3 (POLR2C) – die drittgrößte Untereinheit. Es besteht aus a Heterodimer mit der Polymerase-Untereinheit RPB10 und bildet ein Kernhalbzeug. RPB3 interagiert stark mit RPB1-5, 7, 10-12.[22]
  • RPB4 – wird aus dem POLR2D-Gen gelesen[24] und kann eine Rolle beim Schutz vor Stress spielen.
  • RPB5 – wird aus der . gelesen POLR2E-Gen. Zwei Moleküle dieser Untereinheit kommen in allen drei RNA-Polymerasen vor.[25] RPB5 interagiert stark mit RPB1, RPB3 und RPB6.[22]
  • RPB6 (POLR2F) – bildet mit mindestens zwei weiteren Untereinheiten eine Struktur, die die transkribierende Polymerase auf der DNA-Matrize stabilisiert.[26]
  • RPB7 – wird aus der . gelesen POLR2GGen und kann eine Rolle bei der Regulation der Polymeraseaktivität spielen.[27] RPB7 interagiert stark mit RPB1 und RPB5.[22]
  • RPB8 (POLR2H) – interagiert mit den Untereinheiten RPB1-3, 5 und 7.[22]
  • RPB9 – Die Furche, in der das DNA-Templat in RNA transkribiert wird, besteht aus RPB9 (POLR2I) und RPB1.
  • RPB10 – wird aus der gelesen POLR2L-Gen. Es interagiert mit den Untereinheiten RPB1-3 und 5 und interagiert stark mit RPB3.[22]
  • RPB11 – die RPB11-Untereinheit beim Menschen besteht aus drei Untereinheiten: POLR2J (RPB11-a), POLR2J2 (RPB11-b) und POLR2J3[28] (RPB11-c).
  • RPB12 – interagiert auch mit RPB3 (POLR2K).[22]

Formation

RPB3 ist an der Bildung der RNA-Polymerase II beteiligt.[29] Ein Unterkomplex von RPB2 und RPB3 entsteht kurz nach der Bildung der Untereinheiten.[29] Dieser Komplex reagiert dann mit RPB1.[29] RPB3, RPB5 und RPB7 bilden zusammen Homodimere. Zusammen können RPB3 und RPB5 mit allen anderen RPB-Untereinheiten außer RPB9 reagieren.[22] Nur RPB1 bindet stark an RPB5.[22] Die RPB1-Untereinheit reagiert auch mit RPB7, RPB10 und schwächer, aber am effizientesten mit RPB8.[22] Nur wenn RPB1 an den Komplex bindet, können sich auch andere Untereinheiten wie RPB5 und RPB7 anlagern, wobei RPB5 an RPB6 und RPB8 bindet und dann RPB3 an RPB10, RPB11 und RPB12 bindet.[22] RPB4 und RPB9 koppeln erst, wenn der größte Teil des Komplexes gebildet ist. RPB4 bildet mit RPB7 einen Komplex.[22]

Wirkung auf mRNA

Einfaches Diagramm der Dehnung mit Promoter-Elemente und RNAP (RNAP = RNA-Polymerase)

Die Verlängerung der mRNA bis zum Transkription des verknüpften DNA-Einzelstrangs katalysiert durch die RNA-Polymerase II.

Die RNA-Synthese kann gestartet werden und der RNA-Strang wächst in 5' → 3'-Richtung. Diese Phase wird Verlängerung erwähnt. Bei der Elongation muss die doppelsträngige DNA immer kurz vor der RNA-Polymerase abgetrennt werden. Dies wird durch einen Transkriptionsfaktor erreicht, nämlich TFIIH (Transkriptionsfaktor II mit Helikase-Aktivität). Unmittelbar nach der Dehnung wird ein Schutzelement, ein sogenanntes 'Kapuze' ('Deckel').

RNA-Polymerase II kann phosphoryliert (RNA-Polymerase IIO) und unphosphoryliert (RNA-Polymerase IIA).[6][30] Der Übergang von einer Form in eine andere ermöglicht unterschiedliche Funktionen der Transkription. Die Phosphorylierung von CTD wird katalysiert von einem der sechs basale Transkriptionsfaktoren, TFIIH. TFIIH hat zwei Funktionen: eine zum Abwickeln der DNA an der Stelle, an der die Transkription beginnt, und eine zum Phosphorylieren. RNA-Polymerase IIA bindet an den Präinitiationskomplex. RNA-Polymerase IIO verlängert den RNA-Strang.[30] Die Dehnung beginnt mit der Phosphorylierung von Serin an Position 5- (ser5), über TFIIH. das phosphorylierte ser5 ermöglicht es Enzymen, das 5'-Ende der neu gebildeten RNA zu erreichen Deckel und die 3'-bildenden Faktoren am poly(A)-Plätze befestigen kann.[31] Wenn das zweite Serin, Ser2, phosphoryliert ist, wird die Verlängerung aktiviert. Die Dephosphorylierung bewirkt die Beendigung der Elongation. Wenn das Proteinmotiv vollständig dephosphoryliert ist katalysiert RNA-Polymerase II gleiches Verfahren, aber jetzt an einer anderen Initiationsstelle.[31]

In diesem Beispiel a RibuloseMolekül, das bereits Teil der mRNA ist und dieRNA uracil-Nukleotid UTP (Uridintriphosphat):

RNA(s)UTP → RNA(n 1) PPich

Das Phosphatgruppe der UTP wird mit dem angezeigt Hydroxylgruppe der Ribulose der mRNA verestert. Das RNA-Molekül wird durch Spaltung verlängert Diphosphat (PPich).

Holoenzym

RNA-Polymerase II Holoenzym ist eine Form von eukaryotische RNA-Polymerase II erforderlich für die Promoter von Protein-Gene codieren.[1] Es besteht aus RNA-Polymerase II, einem Teil des van basale Transkriptionsfaktoren und regulatorische Proteine, die SRB-Proteine ​​enthalten (soUnterdrücker von RNA-Polymerase B = Suppressor der RNA-Polymerase B). (RNA-Polymerase B = RNA-Polymerase II).

Teil der Bildung der Holoenzym wird es sein Präinitiationskomplex genannt, weil die Bildung am Kernpromotor des Gens stattfindet, bevor die Transkription beginnt. Die Funktion dieses Komplexes ist die korrekte Positionierung der RNA-Polymerase II an den Startpunkten der zu transkribierenden Gene, Denaturierung der DNA und Positionierung der DNA am aktiven Zentrum der RNA-Polymerase II.

Das carboxyterminale Proteinmotiv der RNA-Polymerase

Es Carboxyl-terminales Proteinmotiv (CTD = Carboxy terminal domain) von RPB1 besteht aus bis zu 52 Wiederholungen mit dem Reihenfolge Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser.[32] Das Proteinmotiv erstreckt sich vom Kern der RNA-Polymerase II bis zum Austrittskanal.[31] Das CTD-Proteinmotiv kommt nicht in RNA-Polymerase I und RNA-Polymerase III.[6] Die RNA-Polymerase CTD wurde erstmals im Labor von C.J. Ingles der University of Toronto sowie im Labor von J Corden der Johns Hopkins University während der Reihenfolge der DNA, die für die RPB1-Untereinheit von Hefe- bzw. Maus-RNA-Polymerase kodiert. Andere Proteine ​​binden oft an das C-terminale Proteinmotiv der RNA-Polymerase, um die Polymerase zu aktivieren. Das carboxyterminale Proteinmotiv ist an der Start der Transkription, die kappen von dem RNA-Transkript und befestigen Sie es an der Spleißosom vor dem RNA-Spleißen.[20]

Bestimmung des Typs der RNA-Polymerase

Alpha-Amanitin Aufgrund seines Wirkmechanismus wird es auch häufig als Werkzeug in wissenschaftlichen Studien in Molekularbiologie und biologische Forschung. Es kann verwendet werden, um zu bestimmen, welche Formen von RNA-Polymerase vorhanden sind. Anschließend wird die Sensitivität der RNA-Polymerase in Gegenwart von alpha-Amanitin getestet. RNA-Polymerase I, RNA-Polymerase IV und RNA-Polymerase V sind unempfindlich, RNA-Polymerase II ist hochempfindlich und RNA-Polymerase III ist etwas empfindlich gegenüber Alpha-Amanitin.[33]

Externe Links