Language
Country/Area
No result found
Tiết lộ bí mật của RNA polymerase III: Hoạt động phiên mã được điều hòa như thế nào dưới áp lực?
Trong tế bào nhân chuẩn, RNA polymerase III (gọi tắt là Pol III) là protein chủ chốt chịu trách nhiệm phiên mã DNA để tổng hợp RNA ribosome 5S, RNA vận chuyển (tRNA) và các RNA nhỏ khác. Những gen được Pol III phiên mã này là những gen "hàng ngày", nghĩa là sự biểu hiện của chúng là cần thiết cho tất cả các loại tế bào và hầu hết các điều kiện môi trường. Do đó, việc điều hòa phiên mã Pol III chủ yếu liên quan đến sự phát triển và chu kỳ tế bào và cần ít protein điều hòa hơn RNA polymerase II. Tuy nhiên, trong điều kiện căng thẳng, protein Maf1 ức chế hoạt động Pol III, trong khi rapamycin ức chế hoạt động Pol III bằng cách nhắm trực tiếp vào TOR.
Quá trình phiên mã được chia thành ba giai đoạn chính: bắt đầu, kéo dài và kết thúc.
Quy trình sao chép
Bắt đầu
Quá trình khởi đầu của Pol III đặc biệt so với Pol II vì nó không yêu cầu các trình tự điều hòa ngược dòng gen mà thường dựa vào các trình tự kiểm soát nội tại, tức là các trình tự nằm trong đoạn phiên mã. Các yếu tố chính trong quá trình bắt đầu bao gồm TFIIIB (yếu tố phiên mã polymerase III B), bao gồm ba tiểu đơn vị: protein liên kết TATA (TBP), yếu tố liên quan đến TFIIB (BRF1 hoặc BRF2 giai đoạn nông) và đơn vị tối ưu kép B (BDP1).
TFIIIB có vai trò tập hợp Pol III trong quá trình khởi đầu, đảm bảo vị trí chính xác của nó tại vị trí bắt đầu phiên mã.
Loại I, II và III
Quá trình khởi đầu của Pol III thường được chia làm 3 loại, tương ứng với quá trình phiên mã của 5S rRNA, tRNA và U6 snRNA. Trong các quá trình này, các yếu tố phiên mã cụ thể trước tiên liên kết với các trình tự kiểm soát và TFIIIB sau đó được tuyển dụng vào phức hợp. Khi TFIIIB liên kết, Pol III bắt đầu phiên mã RNA.
Tiện ích mở rộng
Trong giai đoạn kéo dài phiên mã của Pol III, TFIIIB vẫn liên kết với DNA sau khi phiên mã được bắt đầu, dẫn đến tốc độ khởi động lại cao đối với các gen được phiên mã bởi Pol III. Một nghiên cứu về nấm men (Saccharomyces cerevisiae) cho thấy tốc độ kéo dài chuỗi trung bình là khoảng 21 đến 22 nucleotide mỗi giây, với tốc độ nhanh nhất đạt tới 29 nucleotide. Những dữ liệu này chứng minh hiệu quả hoạt động hiệu quả của Pol III trong việc kéo dài chuỗi RNA.
Chấm dứt
Sự phiên mã của polymerase III bị chấm dứt sau khi kéo dài một polyU nhỏ. Ở sinh vật nhân chuẩn, mặc dù không cần có sự hiện diện của vòng kẹp tóc nhưng nó có thể cải thiện hiệu quả chấm dứt. Các nghiên cứu về nấm men đã phát hiện ra rằng sự kết thúc phiên mã xảy ra ở những trình tự cụ thể. Phát hiện này nêu bật ảnh hưởng của các thuộc tính trình tự cấu trúc đến quá trình kết thúc trong quá trình phiên mã.
Các loại RNA được phiên mã bởi RNA polymerase III bao gồm: RNA vận chuyển, RNA ribosome 5S, RNA spliceosome U6, v.v..
Chức năng của RNA
RNA được phiên mã bởi RNA polymerase III có nhiều chức năng, bao gồm cả vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp protein và điều hòa gen. Những RNA này không chỉ hoạt động dựa trên cấu trúc của chúng mà còn tham gia vào việc truyền một số tín hiệu tế bào và rất quan trọng đối với các quá trình sinh lý của tế bào.
Vai trò trong sửa chữa DNA
Các nghiên cứu gần đây cho thấy RNA polymerase III còn đóng vai trò quan trọng trong quá trình sửa chữa DNA, đặc biệt là trong quá trình sửa chữa các đứt gãy chuỗi kép DNA bằng tái tổ hợp tương đồng. Vai trò của Pol III bao gồm việc thúc đẩy sự hình thành các giống lai RNA-DNA, một quá trình quan trọng để bảo vệ các đầu DNA khỏi bị thoái hóa.
Với sự hiểu biết sâu sắc hơn về chức năng của RNA polymerase III, chúng tôi đã phát hiện ra vai trò phức tạp của enzyme này trong việc tế bào đối phó với căng thẳng và duy trì sự ổn định di truyền. Khi nhiều bí ẩn chưa được giải quyết dần được hé lộ, điều này khiến mọi người phải suy nghĩ, liệu RNA polymerase III có phát huy được tiềm năng lớn hơn trong nghiên cứu y sinh trong tương lai hay không?
