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Il misterioso potere della RNA polimerasi III: perché è la chiave per la crescita cellulare?
Nelle cellule eucariotiche, la RNA polimerasi III (spesso abbreviata in Pol III) è una proteina chiave responsabile della trascrizione del DNA in una varietà di piccoli RNA, tra cui l'RNA ribosomiale 5S e l'RNA di trasferimento (tRNA). Queste molecole di RNA svolgono un ruolo indispensabile nella crescita cellulare e nel mantenimento delle funzioni fisiologiche di base. Questi geni, trascritti dall'RNA polimerasi III, sono classificati come geni "housekeeping", il che significa che la loro espressione è essenziale in tutti i tipi di cellule e nella maggior parte delle condizioni ambientali.
Pertanto, la regolazione dell'RNA polimerasi III è direttamente correlata alla qualità della crescita cellulare e alla regolazione del ciclo e richiede meno proteine regolatrici rispetto all'RNA polimerasi II.
In condizioni di stress o avverse, l'attività dell'RNA polimerasi III viene inibita. La proteina Maf1 è un importante fattore inibitorio e la rapamicina inibisce l'attività della RNA polimerasi III agendo direttamente sul percorso TOR.
Il processo di trascrizione è un meccanismo complesso che comprende tre fasi principali: inizio, allungamento e terminazione. Innanzitutto, durante la fase di inizio, è necessario costruire un complesso di RNA polimerasi sul promotore del gene. Segue la fase di allungamento, durante la quale vengono sintetizzati i trascritti di RNA, e infine la fase di terminazione, durante la quale il complesso RNAP si disassembla.
Processo di avvio
Il processo di inizio della RNA polimerasi III differisce per alcuni aspetti da quello della RNA polimerasi II. La Pol III generalmente si basa su sequenze di controllo interne situate nella regione trascritta e non richiede sequenze di controllo situate a monte del gene.
Durante l'inizio dell'RNA polimerasi III, i fattori di trascrizione si legano prima alle sequenze di controllo e poi reclutano TFIIIB (fattore di trascrizione B della polimerasi III) per formare un complesso.
La struttura di TFIIIB è composta da tre unità, tra cui la proteina legante TATA (TBP), il fattore associato a TFIIB (BRF1 o BRF2) e la doppia unità B (BDP1). Questa architettura complessiva è molto simile alla struttura dell'RNA polimerasi II.
Processo di estensione
Durante la fase di allungamento, TFIIIB rimane legato al DNA dopo l'inizio della trascrizione, consentendo ai geni trascritti da Pol III di subire una reiniziazione della trascrizione ad alta frequenza. Studi hanno dimostrato che nel lievito Saccharomyces cerevisiae la velocità media di estensione della catena è di 21-22 nucleotidi al secondo, mentre la velocità massima può raggiungere i 29 nucleotidi.
Terminare il processo
Per quanto riguarda il processo di terminazione, l'RNA polimerasi III termina la trascrizione in corrispondenza di una piccola sequenza poli-U (5-6 uracili). Negli eucarioti, sebbene non sia essenziale, la presenza di un'ansa a forcina può migliorare l'efficienza di terminazione negli esseri umani.
Nel lievito, gli studi hanno dimostrato che la terminazione della trascrizione avviene gradualmente nella sequenza T7GT6 e suggeriscono che l'inserimento di un nucleotide G può ripristinare il tasso di trascrizione.
RNA trascritto
I principali tipi di RNA che la RNA polimerasi III può trascrivere includono l'RNA di trasferimento, l'RNA ribosomiale 5S, l'RNA di splicing U6, ecc. Questi RNA svolgono funzioni specifiche in vari processi fisiologici all'interno delle cellule.
Ruolo nella riparazione del DNAOltre alla sua funzione trascrizionale, l'RNA polimerasi III svolge anche un ruolo importante nel processo di riparazione del DNA tramite ricombinazione omologa. Favorisce la formazione di ibridi temporanei RNA-DNA in caso di rotture del doppio filamento di DNA, un passaggio intermedio fondamentale che aiuta a proteggere il filamento di DNA sporgente all'estremità 3' dalla degradazione.
Queste azioni dell'RNA polimerasi III evidenziano il suo ruolo fondamentale nella crescita cellulare, nel metabolismo e nel mantenimento della stabilità del genoma. Ci sono ancora molti misteri sul suo funzionamento e gli scienziati stanno lavorando duramente per svelarli. In futuro, man mano che la ricerca sulla RNA polimerasi III continua ad approfondirsi, forse avremo una comprensione più chiara della sua importanza nella vita cellulare. Ciò significa che la RNA polimerasi III avrà implicazioni più profonde per la futura biomedicina?
