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소형 RNA의 위대한 사명: RNA 중합효소 III는 어떻게 DNA 복구를 지원하는가?
진핵 세포에서 RNA 중합효소 III(약칭 Pol III)는 DNA를 5S 리보솜 RNA, 전사 RNA(tRNA), 기타 소형 RNA로 전사하는 핵심 단백질입니다. RNA 중합효소 III에 의해 전사되는 이러한 유전자는 "기본 유전자" 범주에 속하며, 그 발현은 모든 세포 유형과 대부분의 환경 조건에서 필수적입니다. 따라서 Pol III 전사 조절은 주로 세포 성장과 세포 주기 조절과 관련이 있으며, RNA 중합효소 II보다 적은 조절 단백질이 필요합니다. 그러나 스트레스 조건에서는 Maf1 단백질은 Pol III 활동을 억제하는 반면, 라파마이신은 TOR을 직접 표적으로 삼아 Pol III 기능을 억제합니다.
전사 과정
전사 과정(사용된 중합효소와 상관없이)은 세 가지 주요 단계로 진행됩니다.
<저>시작 프로세스
Pol II와 비교했을 때 Pol III는 유전자 상류에 제어 서열이 필요하지 않으며 일반적으로 내부 제어 서열, 즉 전사 영역의 서열에 의존합니다. Pol III의 개시는 5S rRNA, tRNA, U6 snRNA의 개시에 따라 세 가지 범주로 나뉜다."TFIIIB는 TATA 결합 단백질(TBP), TFIIB 관련 인자(BRF1 또는 BRF2) 및 B-중복 단백질(BDP1)의 세 가지 하위 단위로 구성됩니다."
클래스 I: 5S rRNA 개시
5S rRNA(범주 I) 유전자 개시 과정에서 TFIIIA는 전사된 DNA 서열에 위치한 5S rRNA 제어 서열의 C 영역에 먼저 결합한 다음, TFIIIC가 TFIIIB를 가져와 Pol III을 조립합니다.
2급: tRNA 개시
tRNA(클래스 II)에 의한 개시의 경우, TFIIIC는 제어 시퀀스 A와 B에 결합하고 TFIIIB가 전사 개시 부위에 DNA를 결합하도록 위치시킵니다.
3등급: U6 snRNA 개시
U6 snRNA(카테고리 III)가 개시되는 동안 SNAPc는 개시 부위 상류의 시퀀스에 결합합니다. 이 과정은 Pol II 전사 인자에 의해 강화되고 궁극적으로 TFIIIB 조립을 촉진합니다.
확장 프로세스
TFIIIB는 Pol III가 전사를 개시한 후에도 DNA에 계속 결합하는데, 이는 Pol II 전사에 필수적인 대부분의 전사 인자와 다르기 때문에 Pol III 전사 유전자의 재시작 비율이 높습니다.
"Saccharomyces cerevisiae에 대한 연구에 따르면 RNA 사슬 확장의 평균 속도는 초당 21~22개의 뉴클레오티드였습니다."
프로세스 종료
Pol III는 작은 폴리우레아(5~6 U)에서 전사를 종결시키고, 진핵생물에서는 헤어핀을 사용할 필요는 없지만, 이것이 있으면 종결 효율이 향상될 수 있습니다.
소형 RNA 전사
RNA 중합효소 III에 의해 전사되는 RNA는 다음과 같습니다:
<저>RNA 중합효소 III는 상동 재조합을 통한 DNA 이중가닥 절단을 복구하는 데 필수적인 것으로 보입니다. 이는 상동 재조합을 통한 이중가닥 절단 복구의 필수적인 중간 단계인 이중가닥 절단 시 일시적인 RNA-DNA 하이브리드 형성을 촉진합니다.
"이 단계는 DNA 가닥의 3' 끝이 분해되는 것을 방지하고 RNA 가닥은 이후 RAD51 단백질로 대체됩니다."
끊임없이 변화하는 생물학적 환경에서 RNA 중합효소 III는 세포 과정을 보호하는 방법을 결정하고 DNA 복구와 함께 작동하는 데 없어서는 안 될 역할을 합니다. 세포 내에서 이러한 작은 RNA가 수행하는 작업이 전체 게놈의 안정성에 얼마나 중요한지 생각해 본 적이 있나요?
