ARN polimerasa III

Enzima que transcribe ADN a ARN pequeños

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En las células eucariotas, la ARN polimerasa III (también llamado Pol III ) transcribe ADN para sintetizar ribosomal 5S rRNA , tRNA y otros ARN pequeños.

Los genes transcritos por RNA Pol III entran en la categoría de genes "domésticos" cuya expresión se requiere en todos los tipos de células y en la mayoría de las condiciones ambientales. Por lo tanto, la regulación de la transcripción de Pol III está ligada principalmente a la regulación del crecimiento celular y el ciclo celular , por lo que requiere menos proteínas reguladoras que la ARN polimerasa II . Sin embargo, en condiciones de estrés, la proteína Maf1 reprime la actividad de Pol III. ^{[1] La} rapamicina es otro inhibidor de Pol III a través de su TOR diana directa. ^[2]

Transcripción

El proceso de transcripción (por cualquier polimerasa) implica tres etapas principales:

• Iniciación, que requiere la construcción del complejo de ARN polimerasa en el promotor del gen.
• Elongación, la síntesis de la transcripción de ARN.
• Terminación, finalización de la transcripción de ARN y desmontaje del complejo de ARN polimerasa

Iniciación

Iniciación: la construcción del complejo polimerasa sobre el promotor. Pol III es inusual (en comparación con Pol II) porque no requiere secuencias de control aguas arriba del gen, sino que normalmente se basa en secuencias de control interno : secuencias dentro de la sección transcrita del gen (aunque ocasionalmente se ven secuencias aguas arriba, por ejemplo, el gen U6 snRNA caja TATA aguas arriba como se ve en Pol II Promoters).

Hay tres clases de iniciación de Pol III, correspondientes a la iniciación de ARNr 5S, ARNt y ARNrn U6. En todos los casos, el proceso comienza con factores de transcripción que se unen a secuencias de control, y termina con TFIIIB ( T ranscription F actor por la polimerasa III B ) siendo reclutados para el complejo y montaje de Pol III. TFIIIB consta de tres subunidades: proteína de unión TATA (TBP), un factor relacionado con TFIIB ( BRF1 o BRF2 para la transcripción de un subconjunto de genes transcritos con Pol III en vertebrados) y una unidad B-double-prime ( BDP1 ). La arquitectura general tiene similitudes con la de Pol II. ^[3]

Clase I

Etapas típicas en la iniciación del gen 5S rRNA (también denominada clase I):

• TFIIIA ( T ranscription F actor por la polimerasa III A ) se une a la intragenic (que están dentro de la transcripción de ADN de secuencia) secuencia de control 5S rRNA, la C Block (cuadro también denominada C).
• TFIIIA sirve como una plataforma que reemplaza los bloques A y B para colocar TFIIIC en una orientación con respecto al sitio de inicio de la transcripción que es equivalente a lo que se observa para los genes de tRNA.
• Una vez que TFIIIC se une al complejo TFIIIA-ADN, el ensamblaje de TFIIIB procede como se describe para la transcripción de tRNA.

Clase II

Etapas típicas en la iniciación de un gen de ARNt (también denominado clase II):

• TFIIIC ( T ranscription F actor por la polimerasa III C ) se une a dos intragenic (acostado dentro de la transcripción de ADN de secuencia) secuencias de control, el (caja también denominado A y cuadro B) A y B Blocks.
• TFIIIC actúa como un factor de ensamblaje que posiciona a TFIIIB para unirse al ADN en un sitio centrado aproximadamente 26 pares de bases corriente arriba del sitio de inicio de la transcripción.
• TFIIIB es el factor de transcripción que ensambla Pol III en el sitio de inicio de la transcripción. Una vez que TFIIIB se une al ADN, ya no se requiere TFIIIC. TFIIIB también juega un papel esencial en la apertura del promotor.

Clase III

Etapas típicas en la iniciación del gen U6 snRNA (también denominada clase III) (documentada solo en vertebrados):

• SNAPc ( SN RNA A ctivating P rotein c omplex; subunidades: 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ) (también denominada PBP y PTF) se une a la PSE ( P roximal S equence E lement) centradas aproximadamente 55 pares de bases aguas arriba de la sitio de inicio de la transcripción. Este conjunto es estimulada en gran medida por la transcripción de Pol II factores de OCT1 y STAF que se unen a un promotor-como DSE ( D istal S equence Element) al menos 200 pares de bases corriente arriba del sitio de inicio de la transcripción. Estos factores y elementos promotores se comparten entre la transcripción Pol II y Pol III de genes snRNA.
• SNAPc actúa para ensamblar TFIIIB en una caja TATA centrada 26 pares de bases corriente arriba del sitio de inicio de la transcripción. Es la presencia de una caja TATA lo que especifica que el gen snRNA es transcrito por Pol III en lugar de Pol II.
• El TFIIIB para la transcripción del snRNA U6 contiene un parálogo Brf1 más pequeño, Brf2.
• TFIIIB es el factor de transcripción que ensambla Pol III en el sitio de inicio de la transcripción. La conservación de la secuencia predice que TFIIIB que contiene Brf2 también juega un papel en la apertura del promotor.

Alargamiento

El TFIIIB permanece unido al ADN tras el inicio de la transcripción por Pol III (a diferencia de los factores σ bacterianos y la mayoría de los factores de transcripción basales para la transcripción de Pol II). Esto conduce a una alta tasa de reinicio transcripcional de genes transcritos con Pol III.

Terminación

La polimerasa III termina la transcripción en un pequeño tramo de poliU (5-6). En eucariotas, no se requiere un bucle de horquilla , pero puede mejorar la eficiencia de terminación en humanos. ^[4]

ARN transcritos

Los tipos de ARN transcritos a partir de la ARN polimerasa III incluyen:

• Transferir ARN ^[5]
• ARN ribosómico 5S ^[5]
• ARN espliceosomal U6 ^[5]
• ARNasa P y ARNasa MRP ARN ^[5]
• 7SL RNA (el componente de RNA de la partícula de reconocimiento de señales ) ^[5]
• ARN de bóveda ^[5]
• Y ARN ^[5]
• SINEs (elementos repetitivos cortos intercalados) ^[5]
• ARN 7SK ^[5]
• Varios microARN ^[5]
• Varios ARN nucleolares pequeños ^[5]
• Varios ARN antisentido reguladores de genes ^[6]

Ver también

• Polimerasa de ARN

Referencias

1. Vannini, A .; Ringel, R .; Kusser, AG; Berninghausen, O .; Kassavetis, GA; Cramer, P. (2010). "Base molecular de la represión de la transcripción de la ARN polimerasa III por Maf1" . Celular . 143 (1): 59–70. doi : 10.1016 / j.cell.2010.09.002 . PMID  20887893 .
2. Lee, JaeHoon; Moir, Robyn D .; Willis, Ian M. (8 de mayo de 2009). "Regulación de la transcripción de la ARN polimerasa III implica ramas dependientes de SCH9 e independientes de SCH9 de la vía diana de rapamicina (TOR)" . Revista de Química Biológica . 284 (19): 12604–12608. doi : 10.1074 / jbc.c900020200 . ISSN 0021-9258 . PMC 2675989 . PMID 19299514 .   
3. Han, Y; Yan, C; Fishbain, S; Ivanov, yo; Él, Y (2018). "Visualización estructural de maquinarias de transcripción de ARN polimerasa III" . Descubrimiento celular . 4 : 40. doi : 10.1038 / s41421-018-0044-z . PMC 6066478 . PMID 30083386 .  
4. Verosloff, M; Corcoran, W; Dolberg, T; Leonard, J; Suertes, J (2020). "Determinantes de secuencia y estructura de ARN de la terminación transcripcional de Pol III en células humanas" (PDF) . bioRxiv . doi : 10.1101 / 2020.09.11.294140 . S2CID 221713150 .  
5. Dieci G, Fiorino G, Castelnuovo M, Teichmann M, Pagano A (diciembre de 2007). "El transcriptoma de ARN polimerasa III en expansión". Trends Genet . 23 (12): 614-22. doi : 10.1016 / j.tig.2007.09.001 . hdl : 11381/1706964 . PMID 17977614 . 
6. Pagano A, Castelnuovo M, Tortelli F, Ferrari R, Dieci G, Cancedda R (febrero de 2007). "Nuevas unidades transcripcionales similares a genes de ARN nuclear pequeño como fuentes de transcripciones reguladoras" . PLOS Genet . 3 (2): e1. doi : 10.1371 / journal.pgen.0030001 . PMC 1790723 . PMID 17274687 .