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小RNA的偉大使命：RNA聚合酶III如何支持DNA修復？
在真核細胞中，RNA聚合酶III（簡稱Pol III）是一種關鍵的蛋白質，負責將DNA轉錄為5S核糖體RNA、轉運RNA（tRNA）和其他小型RNA。這些由RNA聚合酶III轉錄的基因屬於“基礎基因”類別，其表達在所有細胞類型和大部分環境條件下都是必需的。因此，Pol III轉錄的調控主要與細胞生長和細胞週期的調控相關，因此比起RNA聚合酶II來說需要更少的調控蛋白。然而，在壓力條件下，Maf1蛋白會抑制Pol III的活性，而雷帕霉素則通過直接靶向TOR來抑制Pol III的功能。
轉錄過程
轉錄過程（不論由哪種聚合酶進行）分為三個主要階段：
- 啟動：需要在基因的啟動子上構建RNA聚合酶複合體
- 延伸：RNA轉錄的合成
- 終止：完成RNA轉錄並解體RNA聚合酶複合體
啟動過程
與Pol II相比，Pol III的特點是不需要基因上游的控制序列，通常依賴於內部控制序列，即轉錄區域中的序列。Pol III的啟動分為三個類別，分別對應於5S rRNA、tRNA和U6 snRNA的啟動。
“TFIIIB由三個亞基組成：TATA結合蛋白（TBP）、TFIIB相關因子（BRF1或BRF2）和B雙重蛋白（BDP1）。”
Class I：5S rRNA的啟動
在5S rRNA（類別I）基因啟動過程中，TFIIIA先與位於轉錄DNA序列中的5S rRNA控制序列C區結合，隨後TFIIIC將TFIIIB引入並組裝Pol III。
Class II：tRNA的啟動
對於tRNA（類別II）的啟動，TFIIIC會結合到控制序列A與B區，並定位TFIIIB以便在轉錄起始位點上結合DNA。
Class III：U6 snRNA的啟動
在U6 snRNA（類別III）的啟動中，SNAPc將結合至啟動位點上游的序列，這一過程受Pol II轉錄因子的強化，並最終促進TFIIIB的組裝。
延伸過程
TFIIIB在Pol III啟動轉錄後會繼續與DNA結合，這與大多數Pol II轉錄的基本轉錄因子不同，這導致Pol III轉錄基因的高重啟速率。
“一項針對酿酒酵母的研究發現，RNA鏈延伸的平均速度為每秒21至22個核苷酸。”
終止過程
Pol III會在小的聚脲（5至6個U）上終止轉錄，儘管在真核生物中不要求使用髮夾結構，但其存在可能會提高終止效率。
轉錄的小RNA
RNA聚合酶III轉錄的RNA包括：
- 轉運RNA（tRNA）
- 5S核糖體RNA
- U6剪接體RNA
- RNase P和RNase MRP RNA
- 7SL RNA（信號識別顆粒的RNA成分）
- 多種微小RNA
- 小核仁RNA
- 幾種基因調控反義RNA
在DNA修復中的角色
RNA聚合酶III似乎對於同源重組修復DNA雙鏈斷裂至關重要。它促進在雙鏈斷裂處形成瞬時的RNA-DNA雜交，這是同源重組介導的雙鏈斷裂修復中的一個必需中間步驟。
“該步驟保護了3'末端的DNA鏈不被降解，隨後RNA鏈被RAD51蛋白取代。”
在不斷變化的生物環境中，RNA聚合酶III繪出了如何保護細胞的運行過程，並在與DNA修復的協同作業中展現出其不可或缺的角色。你是否曾想過，這些小RNA在細胞中的任務對於整體基因組穩定性的重要性呢？
