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Descubriendo los secretos de la ARN polimerasa III: ¿cómo regular la actividad transcripcional bajo estrés?
En las células eucariotas, la ARN polimerasa III (Pol III para abreviar) es una proteína clave responsable de la transcripción del ADN para sintetizar el ARN ribosómico 5S, el ARN de transferencia (ARNt) y otros ARN pequeños. Estos genes transcritos por Pol III son genes del "día a día", lo que significa que su expresión es necesaria para todos los tipos de células y la mayoría de las condiciones ambientales. Por lo tanto, la regulación de la transcripción de Pol III está relacionada principalmente con el crecimiento y el ciclo celular, y requiere menos proteínas reguladoras que la ARN polimerasa II. Sin embargo, en condiciones de estrés, la proteína Maf1 inhibe la actividad de Pol III, mientras que la rapamicina inhibe la actividad de Pol III al atacar directamente a TOR.
El proceso de transcripción se divide en tres etapas principales: iniciación, elongación y terminación.
Proceso de transcripción
Iniciar
El proceso de iniciación de Pol III es especial en comparación con Pol II, porque no requiere secuencias reguladoras aguas arriba del gen, sino que generalmente depende de secuencias de control interno, es decir, secuencias ubicadas dentro del párrafo transcrito. Los factores clave en el proceso de iniciación incluyen TFIIIB (factor de transcripción B de la polimerasa III), que consta de tres subunidades: la proteína de unión a TATA (TBP), un factor relacionado con TFIIB (BRF1 o BRF2 de período superficial) y una unidad B doble óptima. (BDP1).
TFIIIB desempeña un papel en el ensamblaje de Pol III durante el inicio, asegurando su posicionamiento correcto en el sitio de inicio de la transcripción.
Clase I, II y III
El proceso de iniciación de Pol III suele dividirse en tres categorías, correspondientes a la transcripción de 5S rRNA, tRNA y U6 snRNA. Durante estos procesos, los factores de transcripción específicos se unen primero a las secuencias de control y posteriormente TFIIIB se recluta en el complejo. Una vez que TFIIIB se une, Pol III inicia la transcripción de ARN.
Extensión
En la fase de elongación de la transcripción de Pol III, TFIIIB permanece unido al ADN después de que se inicia la transcripción, lo que resulta en una alta tasa de reinicio de los genes transcritos por Pol III. Un estudio de levadura (Saccharomyces cerevisiae) demostró que la tasa promedio de elongación de la cadena es de aproximadamente 21 a 22 nucleótidos por segundo, y la más rápida alcanza los 29 nucleótidos. Estos datos demuestran el desempeño eficiente de Pol III en el alargamiento de la cadena de ARN.
Terminación
La transcripción por la polimerasa III finaliza después del estiramiento de una pequeña poliU. En eucariotas, aunque no se requiere la presencia de un bucle en horquilla, puede mejorar la eficiencia de la terminación. Los estudios en levaduras han encontrado que la terminación de la transcripción ocurre en secuencias específicas. Este hallazgo resalta la influencia de las propiedades estructurales de la secuencia en el proceso de terminación durante la transcripción.
Los tipos de ARN transcritos por la ARN polimerasa III incluyen: ARN de transferencia, ARN ribosómico 5S, ARN espliceosoma U6, etc.
Función del ARN
El ARN transcrito por la ARN polimerasa III muestra numerosas funciones, incluidas funciones importantes en la síntesis de proteínas y la regulación genética. Estos ARN no sólo funcionan en función de su estructura, sino que también participan en la transmisión de algunas señales celulares y son cruciales para los procesos fisiológicos de las células.
Papel en la reparación del ADN
Estudios recientes han demostrado que la ARN polimerasa III también desempeña un papel crucial en el proceso de reparación del ADN, especialmente en el proceso de reparación de roturas de doble cadena del ADN mediante recombinación homóloga. El papel de Pol III incluye promover la formación de híbridos de ARN-ADN, un proceso que es importante para proteger los extremos del ADN de la degradación.
Con una comprensión más profunda de la función de la ARN polimerasa III, hemos descubierto el complejo papel de esta enzima en las células que enfrentan el estrés y mantienen la estabilidad genética. A medida que se van revelando gradualmente muchos misterios sin resolver, esto hace que la gente piense: ¿la ARN polimerasa III ejercerá un mayor potencial en futuras investigaciones biomédicas?
