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.