Language
Country/Area
No result found
Nhiệm vụ lớn của RNA nhỏ: RNA polymerase III hỗ trợ sửa chữa DNA như thế nào?
Trong tế bào nhân thực, RNA polymerase III (gọi tắt là Pol III) là một protein quan trọng chịu trách nhiệm phiên mã DNA thành RNA ribosome 5S, RNA vận chuyển (tRNA) và các RNA nhỏ khác. Những gen này, được phiên mã bởi RNA polymerase III, thuộc nhóm "gen cơ bản", có biểu hiện cần thiết trong mọi loại tế bào và trong hầu hết các điều kiện môi trường. Do đó, quá trình điều hòa phiên mã Pol III chủ yếu liên quan đến quá trình điều hòa tăng trưởng tế bào và chu kỳ tế bào, do đó cần ít protein điều hòa hơn RNA polymerase II. Tuy nhiên, trong điều kiện căng thẳng, protein Maf1 ức chế hoạt động của Pol III, trong khi rapamycin ức chế chức năng của Pol III bằng cách nhắm trực tiếp vào TOR.
Quá trình phiên mã
Quá trình phiên mã (bất kể loại polymerase nào được sử dụng) diễn ra theo ba giai đoạn chính:
- Khởi đầu: Phức hợp RNA polymerase cần được xây dựng trên vùng khởi động của gen
- Mở rộng: Tổng hợp bản sao RNA
- Kết thúc: hoàn thành phiên mã RNA và tháo rời phức hợp RNA polymerase
Quá trình khởi động
So với Pol II, Pol III không yêu cầu trình tự điều khiển trước gen và thường dựa vào trình tự điều khiển nội bộ, tức là trình tự trong vùng phiên mã. Sự khởi đầu của Pol III được chia thành ba loại, tương ứng với sự khởi đầu của 5S rRNA, tRNA và U6 snRNA."TFIIIB bao gồm ba tiểu đơn vị: protein liên kết TATA (TBP), yếu tố liên kết TFIIB (BRF1 hoặc BRF2) và protein B-duplicate (BDP1)."
Lớp I: Khởi tạo rRNA 5S
Trong quá trình khởi tạo gen 5S rRNA (loại I), TFIIIA đầu tiên liên kết với vùng C của trình tự kiểm soát 5S rRNA nằm trong trình tự DNA được phiên mã, sau đó TFIIIC đưa TFIIIB vào và lắp ráp Pol III.
Lớp II: khởi đầu tRNA
Để bắt đầu bởi tRNA (lớp II), TFIIIC liên kết với trình tự kiểm soát A và B và định vị TFIIIB để liên kết DNA tại vị trí bắt đầu phiên mã.
Lớp III: Khởi tạo U6 snRNA
Trong quá trình khởi tạo U6 snRNA (loại III), SNAPc liên kết với các trình tự phía thượng nguồn của vị trí khởi tạo, một quá trình được tăng cường bởi các yếu tố phiên mã Pol II và cuối cùng thúc đẩy quá trình lắp ráp TFIIIB.
Quy trình mở rộng
TFIIIB tiếp tục liên kết với DNA sau khi Pol III bắt đầu phiên mã, điều này khác với hầu hết các yếu tố phiên mã cần thiết cho phiên mã Pol II, dẫn đến tỷ lệ khởi động lại cao của các gen được phiên mã bởi Pol III.
"Một nghiên cứu trên Saccharomyces cerevisiae cho thấy tốc độ kéo dài chuỗi RNA trung bình là 21 đến 22 nucleotide mỗi giây."
Kết thúc quá trình
Pol III kết thúc phiên mã ở polyurea nhỏ (5 đến 6 U), và mặc dù việc sử dụng kẹp tóc không bắt buộc ở sinh vật nhân chuẩn, nhưng sự hiện diện của nó có thể cải thiện hiệu quả kết thúc.
Phiên mã RNA nhỏ
RNA được phiên mã bởi RNA polymerase III bao gồm:
- ARN vận chuyển (tRNA)
- ARN ribosome 5S
- RNA nối U6
- RNase P và RNA RNase MRP
- 7SL RNA (thành phần RNA của hạt nhận dạng tín hiệu)
- Nhiều microRNA
- RNA nhân con nhỏ
- Một số RNA antisense điều hòa gen
RNA polymerase III dường như rất cần thiết cho việc sửa chữa các đứt gãy mạch đôi DNA bằng sự tái tổ hợp tương đồng. Nó thúc đẩy sự hình thành các lai RNA-DNA tạm thời tại các điểm đứt gãy sợi đôi, một bước trung gian cần thiết trong quá trình sửa chữa đứt gãy sợi đôi thông qua tái tổ hợp tương đồng.
"Bước này bảo vệ đầu 3' của chuỗi DNA khỏi bị phân hủy và chuỗi RNA sau đó được thay thế bằng protein RAD51."
Trong môi trường sinh học luôn thay đổi, RNA polymerase III lập biểu đồ về cách bảo vệ các quá trình của tế bào và đóng vai trò không thể thiếu trong việc phối hợp với quá trình sửa chữa DNA. Bạn có bao giờ tự hỏi nhiệm vụ mà những RNA nhỏ này thực hiện trong tế bào quan trọng như thế nào đối với sự ổn định tổng thể của bộ gen không?
