Language
Country/Area
No result found
Sức mạnh bí ẩn của RNA polymerase III: Tại sao nó lại là chìa khóa cho sự phát triển của tế bào?
Trong tế bào nhân thực, RNA polymerase III (thường được viết tắt là Pol III) là một protein quan trọng chịu trách nhiệm phiên mã DNA thành nhiều loại RNA nhỏ, bao gồm RNA ribosome 5S và RNA vận chuyển (tRNA). Các phân tử RNA này đóng vai trò không thể thiếu trong quá trình tăng trưởng tế bào và duy trì các chức năng sinh lý cơ bản. Những gen này, được phiên mã bởi RNA polymerase III, được phân loại là gen "quản gia", nghĩa là sự biểu hiện của chúng là cần thiết trong mọi loại tế bào và trong hầu hết các điều kiện môi trường.
Do đó, sự điều hòa của RNA polymerase III có liên quan trực tiếp đến chất lượng tăng trưởng tế bào và điều hòa chu kỳ và đòi hỏi ít protein điều hòa hơn RNA polymerase II.
Trong điều kiện căng thẳng hoặc bất lợi, hoạt động của RNA polymerase III bị ức chế. Protein Maf1 là một yếu tố ức chế quan trọng và rapamycin ức chế hoạt động của RNA polymerase III bằng cách tác động trực tiếp lên con đường TOR.
Quá trình phiên mã là một cơ chế phức tạp bao gồm ba giai đoạn chính, bao gồm khởi đầu, kéo dài và kết thúc. Đầu tiên, trong giai đoạn khởi đầu, phức hợp RNA polymerase cần được xây dựng trên vùng khởi động của gen. Tiếp theo là giai đoạn kéo dài, trong đó bản sao RNA được tổng hợp, và cuối cùng là giai đoạn kết thúc, trong đó phức hợp RNAP bị tháo rời.
Quá trình khởi động
Quá trình khởi đầu của RNA polymerase III có một số điểm khác so với RNA polymerase II. Pol III thường dựa vào trình tự kiểm soát nội bộ nằm trong vùng phiên mã và không yêu cầu trình tự kiểm soát nằm trước gen.
Trong quá trình khởi đầu của RNA polymerase III, các yếu tố phiên mã đầu tiên liên kết với các trình tự kiểm soát và sau đó tuyển dụng TFIIIB (yếu tố phiên mã polymerase III B) để tạo thành một phức hợp.
Cấu trúc của TFIIIB bao gồm ba đơn vị, bao gồm protein liên kết TATA (TBP), yếu tố liên kết TFIIB (BRF1 hoặc BRF2) và đơn vị kép B (BDP1). Kiến trúc tổng thể này khá giống với cấu trúc của RNA polymerase II.
Quy trình mở rộng
Trong giai đoạn kéo dài, TFIIIB vẫn liên kết với DNA sau khi bắt đầu phiên mã, cho phép các gen được phiên mã bởi Pol III trải qua quá trình tái khởi động phiên mã tần số cao. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng ở nấm men Saccharomyces cerevisiae, tốc độ kéo dài chuỗi trung bình là 21 đến 22 nucleotide mỗi giây, tốc độ tối đa có thể đạt tới 29 nucleotide.
Kết thúc quá trình
Đối với quá trình kết thúc, RNA polymerase III kết thúc phiên mã ở trình tự poly-U nhỏ (5-6 uracil). Ở sinh vật nhân chuẩn, mặc dù không phải là điều cần thiết, nhưng sự hiện diện của vòng kẹp tóc có thể tăng cường hiệu quả kết thúc ở người.
Ở nấm men, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng quá trình kết thúc phiên mã diễn ra theo từng bước tại trình tự T7GT6 và cho thấy việc chèn một nucleotide G có thể thiết lập lại tốc độ phiên mã.
RNA được phiên mã
Các loại RNA chính mà RNA polymerase III có thể phiên mã bao gồm RNA vận chuyển, RNA ribosome 5S, RNA ghép nối U6, v.v. Các RNA này có chức năng riêng biệt trong nhiều quá trình sinh lý khác nhau bên trong tế bào.
Vai trò trong sửa chữa DNANgoài chức năng phiên mã, RNA polymerase III còn đóng vai trò quan trọng trong quá trình sửa chữa tái tổ hợp tương đồng của DNA. Nó thúc đẩy sự hình thành các dạng lai RNA-DNA tạm thời khi chuỗi kép DNA bị đứt, một bước trung gian quan trọng giúp bảo vệ chuỗi DNA nhô ra 3' khỏi bị phân hủy.
Những hoạt động này của RNA polymerase III làm nổi bật vai trò quan trọng của nó trong quá trình tăng trưởng tế bào, trao đổi chất và duy trì sự ổn định của bộ gen. Vẫn còn nhiều bí ẩn về hoạt động của nó và các nhà khoa học đang nỗ lực để giải đáp những bí ẩn này. Trong tương lai, khi nghiên cứu về RNA polymerase III tiếp tục được đào sâu, có lẽ chúng ta sẽ hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của nó trong đời sống tế bào. Điều này có nghĩa là RNA polymerase III sẽ có ý nghĩa sâu sắc hơn đối với y sinh học trong tương lai không?
