TRANSKRYPCJA U EUKARIOTA

(wg Genomy. TA Brown)

Eukariotyczne polimerazy RNA:

W procesie transkrypcji genów jądrowych
uczestniczą co najmniej 3 różne polimerazy
RNA (I, II, III).

Masa cząsteczkowa każdego z w/w enzymów
przekracza 500 kDa.

Enzymy te składają się z 8-12 podjednostek.

Polimerazy

różnią

się

od

siebie

pod

względem funkcjonalnym: każda współdziała
z inną, odrębną grupą genów.

Polimeraza RNA I: transkrybuje geny kodujące
28S, 5.8S i 18S rRNA.

Polimeraza RNA II: transkrybuje geny
kodujące białka i geny kodujące większość
małych jądrowych RNA (snRNA).

Polimeraza RNA III: transkrybuje geny
kodujące tRNA, 5S tRNA, U6-snRNA, małe
jąderkowe RNA (snoRNA) i małe
cytoplazmatyczne RNA (scRNA).

Promotory eukariotyczne:

Są o wiele bardziej złożone, niż promotory
prokariotyczne.

Promotor

eukariotyczny

=

wszystkie

sekwencje

istotne

w

procesie

inicjacji

transkrypcji (mogą być bardzo liczne, a ich
funkcje mogą być zróżnicowane).

Podział sekwencji promotorowych:

-sekwencje

promotora

podstawowego

(położone w miejscu składania kompleksu
inicjacyjnego),

-elementy

promotorowe

leżące

powyżej

promotora podstawowego.

Każda z 3 eukariotycznych polimeraz RNA
rozpoznaje różne sekwencje promotorowe.

Różnice między promotorami decydują, która
polimeraza

przeprowadza

transkrypcję

których genów.

Promotory polimerazy RNA I: składają się z
promotora podstawowego (obejmuje miejsce
startu transkrypcji i leży między nukleotydami
-45 a +20) oraz z elementu kontrolnego
położonego powyżej – UCE (upstream control
element) znajdującego się 100 bp powyżej.

Promotory polimerazy RNA II: sekwencje
bardzo różne; leżą w odległości do kilku
tysięcy par zasad powyżej miejsca startu
transkrypcji.

Promotor podstawowy składa się z dwóch
segmentów: z bloku -25 (sekwencja TATA, tzw.
sekwencja najwyższej zgodności) i z sekwencji
inicjatorowej Inr, obejmującej nukleotyd +1.
W niektórych genach jest tylko 1 z w/w
elementów, a niektóre geny nie mają żadnego
z nich=są to tzw. geny zerowe.

Transkrypcja genów zerowych zachodzi w
sposób ciągły, prawdopodobnie na skutek
oddziaływania polimerazy RNA ze znajdującą
się wewnątrz genu sekwncją MED.-I.

Promotory polimerazy RNA III: znajdują się
wewnątrz genów.

Promotory te można podzielić na 3 grupy.

Promotor podstawowy przeważnie obejmuje
50-100bp i składa się z 2 bloków.

Jedna z grup promotorów jest podobna do
promotorów polimerazy RNA II.

Kontrola inicjacji transkrypcji u
Eukariota:

-Aktywatory inicjacji transkrypcji:

Białka aktywujące inicjację transkrypcji przez
polimerazę

RNA

II

i

III

to

czynniki

transkrypcyjne.

Ogólnie rzecz ujmując do czynników
transkrypcyjnych

zalicza

się

białka

specyficznie wiążące się z konkretnymi
sekwencjami DNA.

Część w/w bialek rozpoznaje położone
powyżej elementy promotorowe i wpływa na
inicjację transkrypcji tylko od promotora, z
którym jest połaczony dany element.

Pozostałe czynniki transkrypcyjne wiążą się z
sekwencjami

wchodzącymi

w

skład

wzmacniaczy

i

mogą

jednocześnie

oddziaływać na transkrypcję wielu genów.

Eukariotyczne

wzmacniacze

mogą

być

położone w pewnej odległości od genów,
które kontrolują.

Jednak

każdy

wzmacniacz

jest

charakterystyczny dla konkretnej grupy
genów.

Uważa się, że czynnik transkrypcyjny, bez
względu na to czy wiąże się z elementem
promotorowym, czy ze wzmacniaczem, działa
aktywująco

na

tworzenie

kompleksu

preinicjacyjnego

oddziałując

z

nim

bezpośrednio lub za pośrednictwem innych
białek.

Najistotniejszą

cechą

czynników

transkrypcyjnych

jest

ich

zdolność

do

oddziaływania z kompleksem preinicjacyjnym
poprzez domenę aktywującą czynnika.

Większość domen można zaklasyfikować do 3
grup:

-domena kwasowa-bogata w aminokwasy
kwasowe (kwas asparaginowy i glutaminowy);
najczęściej spotykana domena aktywująca,

-domena poliglutaminowa-występuje często w
czynnikach transkrypcyjnych posiadających
domenę

wiążącą

DNA

typu

domeny

homeotycznej lub domeny POU,

-domena poliprolinowa-najrzadsza.

Domeny wiążące DNA:

-domena typu helisa-skręt-helisa (HTH):
występuje w wielu prokariotycznych i
eukariotycznych białkach wiążących DNA
(np. białka z domeną homeotyczną)
Znane są inne wersje eukariotycznej
domeny HTH: domena POU i uskrzydlona
helisa-skręt-helisa;

-palec cynkowy,

-domena zasadowa,

-domena typu wstęga-helisa-helisa,

-domena TBP (tylko w białku wiążącym
sekwencję TATA).

Domeny

dimeryzacyjne:

wiele

białek

wiążących DNA jest dimerami-wynika to
również z konieczności zwiększenia liczby
połączeń

z

DNA,

niezbędnych

do

specyficznego wiązania się z nim. Dimerami
jest wiele białek mających domenę HTH oraz
białek z palcami cynkowymi

Domeny represorowe: odkrywanych jest coraz
więcej białek eukariotycznych wiążących DNA,
które

uczestniczą

w

represji

inicjacji

transkrypcji.
Zidentyfikowano

wiele

domen

odpowiedzialnych za represję: niektóre są
bogate w prolinę; nie opisano jednak żadnego
ogólnego typu domeny; nie zidentyfikowano
też części kompleksu preinicjacyjnego, które
mogłyby oddziaływać z represorami.