Language
Country/Area
No result found
RNAポリメラーゼIIIの不思議な力：なぜそれが細胞の成長の鍵となるのか？
真核細胞において、RNA ポリメラーゼ III (多くの場合、Pol III と略される) は、DNA を 5S リボソーム RNA や転移 RNA (tRNA) などのさまざまな小さな RNA に転写する役割を担う重要なタンパク質です。これらの RNA 分子は、細胞の成長と基本的な生理機能の維持に不可欠な役割を果たします。 RNA ポリメラーゼ III によって転写されるこれらの遺伝子は、「ハウスキーピング」遺伝子として分類されます。つまり、その発現はすべての細胞タイプおよびほとんどの環境条件下で必須です。
したがって、RNA ポリメラーゼ III の調節は細胞の成長と周期調節の質に直接関係しており、RNA ポリメラーゼ II よりも必要な調節タンパク質が少なくなります。
ストレスや悪条件下では、RNAポリメラーゼIIIの活性が阻害されます。 Maf1 タンパク質は重要な阻害因子であり、ラパマイシンは TOR 経路に直接作用して RNA ポリメラーゼ III の活性を阻害します。
転写プロセスは、開始、伸長、終了という 3 つの主要な段階を含む複雑なメカニズムです。まず、開始段階では、遺伝子のプロモーター上に RNA ポリメラーゼ複合体を構築する必要があります。これに続いて伸長段階が起こり、RNA 転写物が合成され、最後に終結段階が起こり、RNAP 複合体が分解されます。
起動プロセス
RNA ポリメラーゼ III の開始プロセスは、RNA ポリメラーゼ II の開始プロセスとはいくつかの点で異なります。 Pol III は通常、転写領域内にある内部制御配列に依存しており、遺伝子の上流にある制御配列は必要ありません。
RNA ポリメラーゼ III の開始時に、転写因子は最初に制御配列に結合し、次に TFIIIB (ポリメラーゼ III 転写因子 B) をリクルートして複合体を形成します。
TFIIIB の構造は、TATA 結合タンパク質 (TBP)、TFIIB 関連因子 (BRF1 または BRF2)、および B 二重ユニット (BDP1) の 3 つのユニットで構成されています。この全体的なアーキテクチャは、RNA ポリメラーゼ II の構造と非常によく似ています。
延長プロセス
伸長段階では、転写開始後も TFIIIB は DNA に結合したままとなり、Pol III によって転写された遺伝子が高頻度に転写を再開できるようになります。研究によると、酵母サッカロミセス・セレビシエでは、鎖伸長の平均速度は1秒あたり21〜22ヌクレオチドであり、最大速度は29ヌクレオチドに達する可能性がある。
プロセスを終了する
終結プロセスに関しては、RNA ポリメラーゼ III が小さなポリ U 配列 (5-6 ウラシル) で転写を終結させます。真核生物では必須ではないものの、ヘアピンループの存在によりヒトにおける終結効率が向上する可能性があります。
酵母では、研究により転写終結が T7GT6 配列で段階的に起こることが示されており、G ヌクレオチドの挿入によって転写速度をリセットできることが示唆されています。
転写されたRNA
RNAポリメラーゼIIIが転写できる主なRNAの種類には、転移RNA、5SリボソームRNA、U6スプライシングRNAなどがあります。これらの RNA は、細胞内のさまざまな生理学的プロセスにおいて独自の機能を果たします。
DNA修復における役割RNA ポリメラーゼ III は、転写機能に加えて、DNA の相同組換え修復プロセスにおいても重要な役割を果たします。これは、DNA 二重鎖切断時に一時的な RNA-DNA ハイブリッドの形成を促進します。これは、3' オーバーハング DNA 鎖を劣化から保護するのに役立つ重要な中間ステップです。
RNA ポリメラーゼ III のこれらの作用は、細胞の成長、代謝、ゲノムの安定性の維持におけるその重要な役割を浮き彫りにします。その動作については未だ多くの謎が残っており、科学者たちはその謎を解明するために懸命に取り組んでいます。今後、RNA ポリメラーゼ III の研究が深まるにつれ、細胞生命におけるその重要性がより明確に理解されるようになるかもしれません。これは、RNA ポリメラーゼ III が将来のバイオメディカルにさらに深い影響を与えることを意味するのでしょうか?
