В клетках эукариот РНК-полимераза III транскрибирует ДНК для синтеза рибосомной 5S рРНК , тРНК , 7SL РНК и других малых РНК .

Гены, транскрибируемые РНК-полимеразой III, относятся к категории генов «домашнего хозяйства» , экспрессия которых требуется во всех типах клеток и при большинстве условий окружающей среды. Следовательно, регуляция транскрипции РНК-полимеразы III в первую очередь связана с регуляцией роста клеток и клеточного цикла и требует меньшего количества регуляторных белков, чем в случае РНК-полимеразы II . Однако в стрессовых условиях белок Maf1 подавляет активность РНК-полимеразы III. Рапамицин также может ингибировать РНК-полимеразу III через свою прямую мишень TOR.

Транскрипция

Процесс транскрипции (любой полимеразой) включает три основных этапа:

Инициирование, требующее создания комплекса РНК-полимеразы на промоторе гена
Элонгация, синтез транскрипта РНК
Терминация, завершение транскрипции РНК и разборка комплекса РНК-полимеразы

Инициирование

Инициирование: построение полимеразного комплекса на промоторе. РНК-полимераза III необычна (по сравнению с РНК-полимеразой II) тем, что не требует контрольных последовательностей перед геном, вместо этого обычно полагаясь на внутренние контрольные последовательности , а именно последовательности в транскрибируемой части гена (хотя в некоторых случаях и вышестоящие последовательности, например, ген мяРНК U6 имеет восходящий ТАТА-бокс , что встречается в промоторах РНК-полимеразы II).

Существует три класса инициации РНК-полимеразы III, соответствующих инициации 5S рРНК, тРНК и U6 мяРНК. Во всех случаях процесс начинается со связывания факторов транскрипции с контрольными последовательностями и заканчивается привлечением TFIIIB ( Ф актора Т ранскрипции для полимеразы III B ) в комплекс и сборкой РНК-полимеразы III. TFIIIB состоит из трех субъединиц: TATA-связывающего белка (TСБ), фактора, связанного с TFIIIB (BRF1 или BRF2 для транскрипции подмножества транскрибируемых РНК-полимеразой III генов у позвоночных), и B-двойной первичной единицы (BDP1). Общая архитектура имеет сходство с РНК-полимеразой II.

Класс I

Стандартные этапы инициации гена 5S рРНК (также называемого классом I):

TFIIIА ( Ф актор Т ранскрипции для полимеразы III A ) связывается с внутригенной (лежащей в пределах транскрибируемой последовательности ДНК) контрольной последовательностью 5S рРНК, блоком C (также называемым боксом C).
TFIIIА служит платформой, которая заменяет блоки A и B для расположения TFIIIC в ориентации по отношению к сайту старта транскрипции, которая эквивалентна тому, что наблюдается для генов тРНК.
Как только TFIIIC связывается с комплексом TFIIIA-ДНК, сборка TFIIIB происходит тем же образом, что и для транскрипции тРНК.

Класс II

Стандартные этапы инициации гена тРНК (также называемого классом II):

TFIIIC ( Ф актор Т ранскрипции для полимеразы III C ) связывается с двумя внутригенными (лежащими в пределах транскрибируемой последовательности ДНК) контрольными последовательностями, блоками A и B (также называемыми боксом A и боксом B).
TFIIIC действует как фактор сборки, который позиционирует TFIIIB для связывания с ДНК на сайте с центром примерно в 26 парах оснований перед сайтом начала транскрипции.
TFIIIB представляет собой фактор транскрипции, который собирает РНК-полимеразу III на стартовом сайте транскрипции. Как только TFIIIB связывается с ДНК, TFIIIC больше не требуется. TFIIIB также играет важную роль в открытии промотора.

Класс III

Стандартные этапы инициации гена мяРНК U6 (также называемого классом III) (задокументированы только у позвоночных):

SNAPc (комплекс активирующего белка мяРНК) (также называемый PBP и PTF) связывается с ПЭП (Проксимальным Элементом Последовательности) с центром примерно в 55 парах оснований перед сайтом начала транскрипции. Эта сборка в значительной степени стимулируется факторами транскрипции РНК-полимеразы II Oct1 и STAF, которые связываются с энхансер-подобным ДЭП (Дистальным Элементом Последовательности), по крайней мере, на 200 пар оснований перед сайтом начала транскрипции. Эти факторы и промоторные элементы являются общими для транскрипции генов мяРНК РНК-полимеразой II и III.
SNAPc действует для сборки TFIIIB в TATA-боксе с центром из 26 пар оснований перед стартовым сайтом транскрипции. Наличие TATA-бокса указывает на то, что ген мяРНК транскрибируется РНК-полимеразой III, а не РНК-полимеразой II.
TFIIIB для транскрипции U6-мяРНК содержит меньший паралог Brf1, Brf2.
TFIIIB представляет собой фактор транскрипции, который собирает РНК-полимеразу III на стартовом сайте транскрипции. Консервация последовательности предсказывает, что TFIIIB, содержащий Brf2, также играет роль в открытии промотора.

Элонгация

TFIIIB остается связанным с ДНК после инициации транскрипции с помощью РНК-полимеразы III (в отличие от бактериальных σ-факторов и большинства основных факторов транскрипции для транскрипции РНК-полимеразой II). Это приводит к высокой скорости повторной инициации транскрипции генов, транскрибируемых РНК-полимеразой III.

Терминация

Полимераза III завершает транскрипцию на небольшом участке polyUs (5-6). В случае эукариот петля шпильки не требуется, но может повысить эффективность терминации у человека.

Примечания

Englert M. et al. (англ.) // Biochimie. — 2004. — Vol. 86 , no. 12 . — P. 867-874 . — doi : . 5 июня 2021 года.
Alessandro Vannini, Rieke Ringel, Anselm G. Kusser, Otto Berninghausen, George A. Kassavetis. // Cell. — 2010-10-01. — Т. 143 , вып. 1 . — С. 59–70 . — ISSN . — doi : . 3 июня 2021 года.
Jaehoon Lee, Robyn D. Moir, Ian M. Willis. // The Journal of Biological Chemistry. — 2009-05-08. — Т. 284 , вып. 19 . — С. 12604–12608 . — ISSN . — doi : . 3 июня 2021 года.
Yan Han, Chunli Yan, Susan Fishbain, Ivaylo Ivanov, Yuan He. // Cell Discovery. — 2018. — Т. 4 . — С. 40 . — ISSN . — doi : . 4 июня 2021 года.
Matthew S. Verosloff, William K. Corcoran, Taylor B. Dolberg, Joshua N. Leonard, Julius B. Lucks. (англ.) . — Molecular Biology, 2020-09-11. — doi : .