Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

C кінцевий домен C термінальний домен англ carboxy terminal domain CTD довгий невпорядкований хвіст RPB1 субодиниці РНК

С-кінцевий домен РНК-полімерази ІІ

С-кінцевий домен РНК-полімерази ІІ

C–кінцевий домен (C-термінальний домен, англ. carboxy-terminal domain, CTD) — довгий невпорядкований хвіст RPB1-субодиниці РНК-полімерази II. CTD складається з консервативної гептапептидної послідовності Tyr1 Ser2 Pro3 Thr4 Ser5 Pro6 Ser7, яка тандемно повторюється. Кількість повторів значно варіює між різними видами організмів — від 5 у Plasmodium yoelii до 26 у Saccharomyces cerevisiae і 52 у Homo sapiens. Амінокислотні залишки у складі гептапептиду є субстратами різноманітних пост-трансляційних модифікацій, які включають фосфорилювання, глікозилювання (O-GlcNAc модифікація) та ізомеризацію між цис- і транс- конформацією проліну. Крім того, неконсенсусні залишки Lys і Arg у складі CTD деяких організмів можуть піддаватися метилуванню, убіквітинуванню або ацетилуванню. Патерни модифікацій являють собою «CTD код», який визначає спорідненість домену до численних білків (факторів транскрипції, факторів модифікації хроматину, ферментів процесингу РНК), які послідовно приєднуються до активної полімерази у процесі транскрипції.

C–кінцевий домен не є критично важливим для здійснення РНК-полімеразою II каталітичної активності. Однак, він має вирішальне значення у регуляції всіх етапів процесу транскрипції, а також відіграє важливу роль у процесингу мРНК: кепуванні, сплайсингу, поліаденілуванні, .

Генетичні дослідження

На дріжджах було показано, що мінімальна довжина CTD, необхідна для підтримки їхньої життєздатності, становить вісім повторів. Для подолання температурної чутливості та появи ауксотрофних фенотипів потрібно 13 повторів. Таким чином, для повноцінного функціонування мало би вистачати половини консервативної послідовності. Проте, було показано, що зменшена кількість повторів — нестабільний стан. В подальшому, за рахунок ДНК-рекомбінації та розплетенню G4-структур у CTD-кодуючій ділянці, відбувається подовження послідовності, що підтримує дикий варіант фенотипу.

На лінії клітин бурсальної лімфоми курки (DT40) було показано, що C-кінцева послідовність, скорочена до 26 тандемних консенсусних повторів не впливає на життєздатність клітин, на відміну від скороченої CTD з варіативними повторами, яка значуще підвищувала летальність мутантних зразків. Заміна всіх залишків Ser 2 або Ser 5 на аланін призводила до загибелі клітин, тоді як мутанти по Ser 7 (S7A) були повністю життєздатними. У клітин з S2A і S5A виявили дефекти в транскрипції та обробці РНК, клітини S7A, при цьому, зберігали нативні характеристики.

Функціональна роль

Ініціація транскрипції

РНК-полімераза рекрутується до промотора з немодифікованим CTD і формує пре-ініціаторний комплекс (PIC, pre-initiation complex), взаємодіючи з базальними факторами транскрипції TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH. CTD грає важливу роль у формуванні PIC, оскільки немодифікований домен має високу спорідненість до медіатора — мультибілкового комплексу, що здійснює передачу активаційних сигналів від дистальних та проксимальних елементів на промоторній ділянці до РНК-полімеразного комплексу. Висока спорідненість пояснюється утворенням великої кількості водневих та гідрофобних зв'язків з субодиницями медіатора.
Збирання преініціаторного комплексу є першою подією процесу ініціації. Спочатку утворюється закритий комплекс — промоторна ділянка більшою мірою зв'язана з транскрипційними факторами, ДНК-зв'язувальний центр закритий. Наступна подія — утворення відкритого комплексу — відбувається локальне плавлення ДНК за рахунок геліказної активності TFIIH. Нематричний ланцюг після цього захоплюється фактором TFIIF, матричний — занурюється в активний центр, де взаємодіє також із N-кінцевою частиною TFIIB. Починається синтез короткого первинного транскрипту, коротка гібридна подвійна спіраль стабілізується тим самим N-кінцевим доменом TFIIB, який при цьому блокує канал виходу РНК. На наступному кроці фосфорилюються Ser5 гептапептидних послідовностей CTD, що є точкою перемикання ініціації на елонгацію та Ser7, що контролює експресію малих ядерних РНК. Фосфорилювання здійснюється циклін-залежною кіназою 7 (Cyclin-dependent kinase 7, CDK7; відома як Kin28 у S. cerevisiae), яка є компонентом TFIIH. У результаті, CTD втрачає зв'язок із базальними факторами транскрипції та медіатором, які дисоціюють від полімерази — відбувається очищення промотора. Після фосфорилювання Ser5 і Ser7, інші амінокислотні залишки також динамічно фосфорилюються/дефосфорилюються, відносна кількість цих модифікацій змінюється.

Транскрипційна пауза та кепування

Промоторно-проксимальна пауза (promotor-proximal pausing) — ключова подія елонгаційного процесу у багатоклітинних організмів, яка виникає на відстані +20 — +100 п.н. відносно стартової точки (TSS, transcription start site). Затримка відбувається в результаті приєднання до РНК-полімерази II фактору DSIF (DRB-sensitivity inducing factor, DRB — синтетичний інгібітор транскрипції, який працює тільки за наявності фактора), який рекрутує NELF (negative elongation factor). Процес відбувається за рахунок підвищеної спорідненості DSIF до фосфорильованого Ser5 у складі CTD. Під час цієї паузи гуанілтрансферази і метилтрансферази, відповідальні за процес кепування 5’-кінця пре-мРНК, зв'язуються із CTD, який аллостерично активує гуанілтрансферазу. Наступним етапом приєднується P-TEFb (positive transcription elongation factor B), утворений комплексом циклін-залежної кінази 9(CDK9) та цикліну Т (cyclin T). P-TEFb каталізує реакцію приєднання фосфатного залишку до Ser2 у складі CTD, також фосфорилює NELF, викликаючи його дисоціацію, і фосфорилює DSIF/Spt5, перетворюючи його на позитивний фактор елонгації, який запускає вивільнення РНК-полімерази II і відновлює процес утворення транскрипту. Цей етап збігається з процесом рекрутування до CTD інших факторів елонгації та комплексів ремоделювання хроматину,. Також P-TEFb залучений у регуляцію термінації та відщеплення 3'кінця транскрипту.

Елонгація через хроматин

Під час елонгації основною перешкодою для безперервного руху полімерази вздовж матриці є структура хроматину. Вона обмежує доступність транскрипційних ділянок і за фізіологічних умов зберігає високу стабільність за рахунок сильних електростатичних взаємодій між гістонами та ДНК. Оскільки переміщення нуклеосом є необхідним для експонування відповідних послідовностей ДНК, до полімерази рекрутується низка комплексів ремоделювання хроматину, що регулюється в тому числі модифікаціями CTD послідовності . Фосфорилювання Ser5 (Ser5Р) під час переключення ініціації на елонгацію індукує приєднання білків, асоційованих зі специфічним метилтрансферазним комплексом Set1 (COMPASS) до 5’ кінця гену. У свою чергу Set1 каталізує реакцію потрійного метилування Lis4 у складі H3 (H3K4me3). Метилування ініціює приєднання NURF комплексу (ISWI АТРаза), який далі індукує сайдинг нуклеосоми без масштабних змін її структури. Також H3K4mе3 зумовлює приєднання інших факторів елонгації. Ser5P та Ser2P важливе для рекрутування метилтрансферази Set2, яка метилює H3K36. H3K36m має вирішальне значення для регулювання елонгації транскрипції, стабільності хроматину та для запобігання ініціації інтрагенної транскрипції. Останнє частково забезпечується шляхом рекрутування та активації комплексу гістондеацетилази (HDAC) RPD3S,. Через CTD до РНК-полімерази II здатні приєднуватись Set3 та інші HDAC, а також гістонацетилтрансферазні комплекси (HAT), такі як NUA4 та SAGA120. Ці дані демонструють важливість транскрипції та фосфорилювання CTD у процесі ацетилування гістонів. Однак, оскільки і HDAC і HAT можуть рекрутуватись до полімерази, точні механізми, за допомогою яких відбувається регуляція ацетилування, невідомі. Окрім того, дослідження останніх років демонструють зв'язок між фосфорилюванням CTD та топологією ДНК під час елонгації через активацію ДНК-топоізомерази І. Дані роботи розширють знання, щодо функціональної ролі CTD, та відкривають нові горизонти для подальших досліджень.

Сплайсинг

Процес сплайсингу також відбувається одночасно з нарощуванням послідовності транскрипту. Майже одразу після синтезу 3’-сплайс-сайту запускається процес вирізання інтрону, який здійснюється сплайсосомою — складним білково-нуклеїновим комплексом, який складається з п'яти типів малих ядерних РНК (U1, U2, U4, U5, U6) та асоційованих з ними специфічних білків. Сплайсосома, у свою чергу, також зв'язана з CTD. У ссавців, фосфорилювання CTD корелює з зі збільшенням ефективності сплайсингу, мутація залишку Ser2 значно знижує здатність сплайсосоми до рекрутування. У дріжджів, сплайсосома взаємодіє з Ser5P. За допомогою методів ChiP, mNET-seq і CRAC було проведено картування CTD-модифікацій на РНК-транскрипті, що продемонструвало динамічне фосфорилювання/дефосфорилювання CTD під час зчитування конкретних геномних локусів. Так, було показано, що CTD підлягає значній модифікації у вузькій області біля ділянок зшивання сплайс-сайтів. У дріжджів ділянка транскрипції 3’-сплайс-сайту асоційована з низьким рівнем Thr4P та підвищеним рівнем Ser5P та Ser7P. У ссавців, також була виявлена залежність між Ser5P і появою транскриптів проміжних форм, які піддалися першій реакції трансестерифікації. David, Charles J et al. у своїй роботі запропонували модель активації CTD — залежного сплайсингу через U2AF–PRP19C комплекс. PRP19C — білковий тетрамер, який знаходиться в ядрі активної сплайсосоми, але безпосередньо не контактує з РНК. Відповідно до моделі, результатом фосфорилювання Ser2 є приєднання до CTD факторів сплайсингу (SR), U1snRNP і U2AF–PRP19C. Останній комплекс приєднується через U2AF65. Далі, SR та U1snRNP розпізнають 5’-сплайс-сайт та рекрутують його до полімеразного комплексу. Це забезпечує його надійну фіксацію та, у подальшому, зближення кінців екзону для ефективної реакції зшивання. Транскрипція 3’-сплайс-сайту активує перебудову білок — білкових взаємодій між U2AF65 та CTD на білок — РНК взаємодії, що забезпечує його розпізнавання. Далі відбувається послідовне збирання сплайсосоми, одні малі ядерні РНК заміюються на інші, рекрутуються необхідні білкові і РНК-компоненти, для каталізу реакцій сплайсингу.

Поліаденілювання та термінація

C — кінцевий домен бере участь як у процесах термінації транскрипції, так і 3'-кінцевої обробки отриманої РНК. Сигнал термінації транскрипції та поліаденілування (так званий polyA-сигнал) складається з двох елементів послідовності: консенсус AAUAAA і розташована в -20 нуклеотидах нижче від нього U- або G/U-збагачена послідовність. Перший елемент упізнається гетеротетрамерним білком CPSF (cleavage-polyadenylation specificity factor). Три із чотирьох субодиниць фактора є компонентами базального фактора транскрипції TFIID — вони переносяться на CTD після ініціації, і далі полімераза несе їх на собі, доки вони не зустрінуть сигнал. Другий елемент polyA-сигналу впізнається фактором розрізання РНК CstF (Cleavage stimulation Factor). Взаємодія обох факторів з РНК є кооперативною — вони підсилюють зв'язування одне одного. Після первинного впізнання polyA-сигналу, поки РНК-полімераза II продовжує синтез РНК за сигналом (до 1000 нуклеотидів), до мультибілкового комплексу, що збирається на polyA-сигналі, долучаються polyA-полімераза (РАР), ще два фактори розрізання (Cleavage Factors) CF 1 і 2 та, можливо, інші білки. Збирання комплексу стимулюється зв'язаним з кепом СВС, а також сплайсосомою на останньому інтроні — сплайсинг останнього інтрона та розрізання / поліаденілування РНК здійснюються одночасно і стимулюють одне одного. Зокрема, білок U2AF, який знаходиться на останньому інтроні, взаємодіє з РАР. Приєднання CF 1 і 2 пов'язують з Ser2P, проте, оскільки профіль фосфорилювання другого залишку серину ближче до кінця транскрипції збільшується, підозрюють, що додатковим регулюючим процесом є дефосфорилювання Tyr1P, який у фосфорильованому стані блокує приєднання факторів термінації. Також, ChiP-аналіз продемонстрував пік для Thr4P, модифікованого залишку, який зв'язує Rtt103. Основними тригерам процесу термінації вважають розрізання та поліаденілування РНК, що активує конформаційні зміни в полімеразному комплексі і зниження спорідненості до ДНК та транскрипту. Роль CTD в цьому процесі наразі залишається малодослідженою.

Посилання

  1. Harlen, Kevin M.; Churchman, L. Stirling (2017). The code and beyond: transcription regulation by the RNA polymerase II carboxy-terminal domain. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 18 (4): 263—273. doi:10.1038/nrm.2017.10. ISSN 1471-0072.
  2. West ML, Corden JL (1995). Construction and analysis of yeast RNA polymerase II CTD deletion and substitution mutations. Genetics. 140 (4): 1223—1233.
  3. Morrill, Summer A.; Exner, Alexandra E.; Babokhov, Michael; Reinfeld, Bradley I.; Fuchs, Stephen M. (2016). DNA Instability Maintains the Repeat Length of the Yeast RNA Polymerase II C-terminal Domain. Journal of Biological Chemistry. 291 (22): 11540—11550. doi:10.1074/jbc.M115.696252. ISSN 0021-9258.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
  4. Hsin, J.-P.; Xiang, K.; Manley, J. L. (2014). Function and Control of RNA Polymerase II C-Terminal Domain Phosphorylation in Vertebrate Transcription and RNA Processing. Molecular and Cellular Biology. 34 (13): 2488—2498. doi:10.1128/MCB.00181-14. ISSN 0270-7306.
  5. Сиволоб А.В. Молекулярна біологія. — Київ : Видавничо-поліграфічний центр “Київський університет, 2008. — 384 с.
  6. Wong, Koon Ho; Jin, Yi; Struhl, Kevin (2014). TFIIH Phosphorylation of the Pol II CTD Stimulates Mediator Dissociation from the Preinitiation Complex and Promoter Escape. Molecular Cell. 54 (4): 601—612. doi:10.1016/j.molcel.2014.03.024. ISSN 1097-2765.
  7. Jeronimo, Célia; Bataille, Alain R.; Robert, François (2013). The Writers, Readers, and Functions of the RNA Polymerase II C-Terminal Domain Code. Chemical Reviews. 113 (11): 8491—8522. doi:10.1021/cr4001397. ISSN 0009-2665.
  8. Adelman, Karen; Lis, John T. (2012). Promoter-proximal pausing of RNA polymerase II: emerging roles in metazoans. Nature Reviews Genetics. 13 (10): 720—731. doi:10.1038/nrg3293. ISSN 1471-0056.
  9. Jonkers, Iris; Kwak, Hojoong; Lis, John T (2014). Genome-wide dynamics of Pol II elongation and its interplay with promoter proximal pausing, chromatin, and exons. eLife. 3. doi:10.7554/eLife.02407. ISSN 2050-084X.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
  10. Sun, Mai; Larivière, Laurent; Dengl, Stefan; Mayer, Andreas; Cramer, Patrick (2010). A Tandem SH2 Domain in Transcription Elongation Factor Spt6 Binds the Phosphorylated RNA Polymerase II C-terminal Repeat Domain (CTD). Journal of Biological Chemistry. 285 (53): 41597—41603. doi:10.1074/jbc.M110.144568. ISSN 0021-9258.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
  11. Venkatesh, Swaminathan; Workman, Jerry L. (2015). Histone exchange, chromatin structure and the regulation of transcription. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 16 (3): 178—189. doi:10.1038/nrm3941. ISSN 1471-0072.
  12. Bacon, Curtis W.; D’Orso, Iván (2018). CDK9: a signaling hub for transcriptional control. Transcription. 10 (2): 57—75. doi:10.1080/21541264.2018.1523668. ISSN 2154-1264.
  13. Lee, J.-H.; Skalnik, D. G. (2007). Wdr82 Is a C-Terminal Domain-Binding Protein That Recruits the Setd1A Histone H3-Lys4 Methyltransferase Complex to Transcription Start Sites of Transcribed Human Genes. Molecular and Cellular Biology. 28 (2): 609—618. doi:10.1128/MCB.01356-07. ISSN 0270-7306.
  14. Li, Bing; Howe, LeAnn; Anderson, Scott; Yates, John R.; Workman, Jerry L. (2003). The Set2 Histone Methyltransferase Functions through the Phosphorylated Carboxyl-terminal Domain of RNA Polymerase II. Journal of Biological Chemistry. 278 (11): 8897—8903. doi:10.1074/jbc.M212134200. ISSN 0021-9258.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
  15. Govind, Chhabi K.; Qiu, Hongfang; Ginsburg, Daniel S.; Ruan, Chun; Hofmeyer, Kimberly; Hu, Cuihua; Swaminathan, Venkatesh; Workman, Jerry L.; Li, Bing; Hinnebusch, Alan G. (2010). Phosphorylated Pol II CTD Recruits Multiple HDACs, Including Rpd3C(S), for Methylation-Dependent Deacetylation of ORF Nucleosomes. Molecular Cell. 39 (2): 234—246. doi:10.1016/j.molcel.2010.07.003. ISSN 1097-2765.
  16. Lieb, Jason D.; Drouin, Simon; Laramée, Louise; Jacques, Pierre-Étienne; Forest, Audrey; Bergeron, Maxime; Robert, François (2010). DSIF and RNA Polymerase II CTD Phosphorylation Coordinate the Recruitment of Rpd3S to Actively Transcribed Genes. PLoS Genetics. 6 (10): e1001173. doi:10.1371/journal.pgen.1001173. ISSN 1553-7404.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
  17. Ginsburg, D. S.; Govind, C. K.; Hinnebusch, A. G. (2009). NuA4 Lysine Acetyltransferase Esa1 Is Targeted to Coding Regions and Stimulates Transcription Elongation with Gcn5. Molecular and Cellular Biology. 29 (24): 6473—6487. doi:10.1128/MCB.01033-09. ISSN 0270-7306.
  18. Kouzine, Fedor; Levens, David; Baranello, Laura (2014). DNA topology and transcription. Nucleus. 5 (3): 195—202. doi:10.4161/nucl.28909. ISSN 1949-1034.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

C kincevij domen C terminalnij domen angl carboxy terminal domain CTD dovgij nevporyadkovanij hvist RPB1 subodinici RNK polimerazi II CTD skladayetsya z konservativnoyi geptapeptidnoyi poslidovnosti Tyr1 Ser2 Pro3 Thr4 Ser5 Pro6 Ser7 yaka tandemno povtoryuyetsya Kilkist povtoriv znachno variyuye mizh riznimi vidami organizmiv vid 5 u Plasmodium yoelii do 26 u Saccharomyces cerevisiae i 52 u Homo sapiens Aminokislotni zalishki u skladi geptapeptidu ye substratami riznomanitnih post translyacijnih modifikacij yaki vklyuchayut fosforilyuvannya glikozilyuvannya O GlcNAc modifikaciya ta izomerizaciyu mizh cis i trans konformaciyeyu prolinu Krim togo nekonsensusni zalishki Lys i Arg u skladi CTD deyakih organizmiv mozhut piddavatisya metiluvannyu ubikvitinuvannyu abo acetiluvannyu Paterni modifikacij yavlyayut soboyu CTD kod yakij viznachaye sporidnenist domenu do chislennih bilkiv faktoriv transkripciyi faktoriv modifikaciyi hromatinu fermentiv procesingu RNK yaki poslidovno priyednuyutsya do aktivnoyi polimerazi u procesi transkripciyi C kincevij domen ne ye kritichno vazhlivim dlya zdijsnennya RNK polimerazoyu II katalitichnoyi aktivnosti Odnak vin maye virishalne znachennya u regulyaciyi vsih etapiv procesu transkripciyi a takozh vidigraye vazhlivu rol u procesingu mRNK kepuvanni splajsingu poliadeniluvanni Genetichni doslidzhennyaNa drizhdzhah bulo pokazano sho minimalna dovzhina CTD neobhidna dlya pidtrimki yihnoyi zhittyezdatnosti stanovit visim povtoriv Dlya podolannya temperaturnoyi chutlivosti ta poyavi auksotrofnih fenotipiv potribno 13 povtoriv Takim chinom dlya povnocinnogo funkcionuvannya malo bi vistachati polovini konservativnoyi poslidovnosti Prote bulo pokazano sho zmenshena kilkist povtoriv nestabilnij stan V podalshomu za rahunok DNK rekombinaciyi ta rozpletennyu G4 struktur u CTD koduyuchij dilyanci vidbuvayetsya podovzhennya poslidovnosti sho pidtrimuye dikij variant fenotipu Na liniyi klitin bursalnoyi limfomi kurki DT40 bulo pokazano sho C kinceva poslidovnist skorochena do 26 tandemnih konsensusnih povtoriv ne vplivaye na zhittyezdatnist klitin na vidminu vid skorochenoyi CTD z variativnimi povtorami yaka znachushe pidvishuvala letalnist mutantnih zrazkiv Zamina vsih zalishkiv Ser 2 abo Ser 5 na alanin prizvodila do zagibeli klitin todi yak mutanti po Ser 7 S7A buli povnistyu zhittyezdatnimi U klitin z S2A i S5A viyavili defekti v transkripciyi ta obrobci RNK klitini S7A pri comu zberigali nativni harakteristiki Funkcionalna rolIniciaciya transkripciyi RNK polimeraza rekrutuyetsya do promotora z nemodifikovanim CTD i formuye pre iniciatornij kompleks PIC pre initiation complex vzayemodiyuchi z bazalnimi faktorami transkripciyi TFIIA TFIIB TFIID TFIIE TFIIF TFIIH CTD graye vazhlivu rol u formuvanni PIC oskilki nemodifikovanij domen maye visoku sporidnenist do mediatora multibilkovogo kompleksu sho zdijsnyuye peredachu aktivacijnih signaliv vid distalnih ta proksimalnih elementiv na promotornij dilyanci do RNK polimeraznogo kompleksu Visoka sporidnenist poyasnyuyetsya utvorennyam velikoyi kilkosti vodnevih ta gidrofobnih zv yazkiv z subodinicyami mediatora Zbirannya preiniciatornogo kompleksu ye pershoyu podiyeyu procesu iniciaciyi Spochatku utvoryuyetsya zakritij kompleks promotorna dilyanka bilshoyu miroyu zv yazana z transkripcijnimi faktorami DNK zv yazuvalnij centr zakritij Nastupna podiya utvorennya vidkritogo kompleksu vidbuvayetsya lokalne plavlennya DNK za rahunok gelikaznoyi aktivnosti TFIIH Nematrichnij lancyug pislya cogo zahoplyuyetsya faktorom TFIIF matrichnij zanuryuyetsya v aktivnij centr de vzayemodiye takozh iz N kincevoyu chastinoyu TFIIB Pochinayetsya sintez korotkogo pervinnogo transkriptu korotka gibridna podvijna spiral stabilizuyetsya tim samim N kincevim domenom TFIIB yakij pri comu blokuye kanal vihodu RNK Na nastupnomu kroci fosforilyuyutsya Ser5 geptapeptidnih poslidovnostej CTD sho ye tochkoyu peremikannya iniciaciyi na elongaciyu ta Ser7 sho kontrolyuye ekspresiyu malih yadernih RNK Fosforilyuvannya zdijsnyuyetsya ciklin zalezhnoyu kinazoyu 7 Cyclin dependent kinase 7 CDK7 vidoma yak Kin28 u S cerevisiae yaka ye komponentom TFIIH U rezultati CTD vtrachaye zv yazok iz bazalnimi faktorami transkripciyi ta mediatorom yaki disociyuyut vid polimerazi vidbuvayetsya ochishennya promotora Pislya fosforilyuvannya Ser5 i Ser7 inshi aminokislotni zalishki takozh dinamichno fosforilyuyutsya defosforilyuyutsya vidnosna kilkist cih modifikacij zminyuyetsya Transkripcijna pauza ta kepuvannya Promotorno proksimalna pauza promotor proximal pausing klyuchova podiya elongacijnogo procesu u bagatoklitinnih organizmiv yaka vinikaye na vidstani 20 100 p n vidnosno startovoyi tochki TSS transcription start site Zatrimka vidbuvayetsya v rezultati priyednannya do RNK polimerazi II faktoru DSIF DRB sensitivity inducing factor DRB sintetichnij ingibitor transkripciyi yakij pracyuye tilki za nayavnosti faktora yakij rekrutuye NELF negative elongation factor Proces vidbuvayetsya za rahunok pidvishenoyi sporidnenosti DSIF do fosforilovanogo Ser5 u skladi CTD Pid chas ciyeyi pauzi guaniltransferazi i metiltransferazi vidpovidalni za proces kepuvannya 5 kincya pre mRNK zv yazuyutsya iz CTD yakij allosterichno aktivuye guaniltransferazu Nastupnim etapom priyednuyetsya P TEFb positive transcription elongation factor B utvorenij kompleksom ciklin zalezhnoyi kinazi 9 CDK9 ta ciklinu T cyclin T P TEFb katalizuye reakciyu priyednannya fosfatnogo zalishku do Ser2 u skladi CTD takozh fosforilyuye NELF viklikayuchi jogo disociaciyu i fosforilyuye DSIF Spt5 peretvoryuyuchi jogo na pozitivnij faktor elongaciyi yakij zapuskaye vivilnennya RNK polimerazi II i vidnovlyuye proces utvorennya transkriptu Cej etap zbigayetsya z procesom rekrutuvannya do CTD inshih faktoriv elongaciyi ta kompleksiv remodelyuvannya hromatinu Takozh P TEFb zaluchenij u regulyaciyu terminaciyi ta vidsheplennya 3 kincya transkriptu Elongaciya cherez hromatin Pid chas elongaciyi osnovnoyu pereshkodoyu dlya bezperervnogo ruhu polimerazi vzdovzh matrici ye struktura hromatinu Vona obmezhuye dostupnist transkripcijnih dilyanok i za fiziologichnih umov zberigaye visoku stabilnist za rahunok silnih elektrostatichnih vzayemodij mizh gistonami ta DNK Oskilki peremishennya nukleosom ye neobhidnim dlya eksponuvannya vidpovidnih poslidovnostej DNK do polimerazi rekrutuyetsya nizka kompleksiv remodelyuvannya hromatinu sho regulyuyetsya v tomu chisli modifikaciyami CTD poslidovnosti Fosforilyuvannya Ser5 Ser5R pid chas pereklyuchennya iniciaciyi na elongaciyu indukuye priyednannya bilkiv asocijovanih zi specifichnim metiltransferaznim kompleksom Set1 COMPASS do 5 kincya genu U svoyu chergu Set1 katalizuye reakciyu potrijnogo metiluvannya Lis4 u skladi H3 H3K4me3 Metiluvannya iniciyuye priyednannya NURF kompleksu ISWI ATRaza yakij dali indukuye sajding nukleosomi bez masshtabnih zmin yiyi strukturi Takozh H3K4me3 zumovlyuye priyednannya inshih faktoriv elongaciyi Ser5P ta Ser2P vazhlive dlya rekrutuvannya metiltransferazi Set2 yaka metilyuye H3K36 H3K36m maye virishalne znachennya dlya regulyuvannya elongaciyi transkripciyi stabilnosti hromatinu ta dlya zapobigannya iniciaciyi intragennoyi transkripciyi Ostannye chastkovo zabezpechuyetsya shlyahom rekrutuvannya ta aktivaciyi kompleksu gistondeacetilazi HDAC RPD3S Cherez CTD do RNK polimerazi II zdatni priyednuvatis Set3 ta inshi HDAC a takozh gistonacetiltransferazni kompleksi HAT taki yak NUA4 ta SAGA120 Ci dani demonstruyut vazhlivist transkripciyi ta fosforilyuvannya CTD u procesi acetiluvannya gistoniv Odnak oskilki i HDAC i HAT mozhut rekrutuvatis do polimerazi tochni mehanizmi za dopomogoyu yakih vidbuvayetsya regulyaciya acetiluvannya nevidomi Okrim togo doslidzhennya ostannih rokiv demonstruyut zv yazok mizh fosforilyuvannyam CTD ta topologiyeyu DNK pid chas elongaciyi cherez aktivaciyu DNK topoizomerazi I Dani roboti rozshiryut znannya shodo funkcionalnoyi roli CTD ta vidkrivayut novi gorizonti dlya podalshih doslidzhen Splajsing Proces splajsingu takozh vidbuvayetsya odnochasno z naroshuvannyam poslidovnosti transkriptu Majzhe odrazu pislya sintezu 3 splajs sajtu zapuskayetsya proces virizannya intronu yakij zdijsnyuyetsya splajsosomoyu skladnim bilkovo nukleyinovim kompleksom yakij skladayetsya z p yati tipiv malih yadernih RNK U1 U2 U4 U5 U6 ta asocijovanih z nimi specifichnih bilkiv Splajsosoma u svoyu chergu takozh zv yazana z CTD U ssavciv fosforilyuvannya CTD korelyuye z zi zbilshennyam efektivnosti splajsingu mutaciya zalishku Ser2 znachno znizhuye zdatnist splajsosomi do rekrutuvannya U drizhdzhiv splajsosoma vzayemodiye z Ser5P Za dopomogoyu metodiv ChiP mNET seq i CRAC bulo provedeno kartuvannya CTD modifikacij na RNK transkripti sho prodemonstruvalo dinamichne fosforilyuvannya defosforilyuvannya CTD pid chas zchituvannya konkretnih genomnih lokusiv Tak bulo pokazano sho CTD pidlyagaye znachnij modifikaciyi u vuzkij oblasti bilya dilyanok zshivannya splajs sajtiv U drizhdzhiv dilyanka transkripciyi 3 splajs sajtu asocijovana z nizkim rivnem Thr4P ta pidvishenim rivnem Ser5P ta Ser7P U ssavciv takozh bula viyavlena zalezhnist mizh Ser5P i poyavoyu transkriptiv promizhnih form yaki piddalisya pershij reakciyi transesterifikaciyi David Charles J et al u svoyij roboti zaproponuvali model aktivaciyi CTD zalezhnogo splajsingu cherez U2AF PRP19C kompleks PRP19C bilkovij tetramer yakij znahoditsya v yadri aktivnoyi splajsosomi ale bezposeredno ne kontaktuye z RNK Vidpovidno do modeli rezultatom fosforilyuvannya Ser2 ye priyednannya do CTD faktoriv splajsingu SR U1snRNP i U2AF PRP19C Ostannij kompleks priyednuyetsya cherez U2AF65 Dali SR ta U1snRNP rozpiznayut 5 splajs sajt ta rekrutuyut jogo do polimeraznogo kompleksu Ce zabezpechuye jogo nadijnu fiksaciyu ta u podalshomu zblizhennya kinciv ekzonu dlya efektivnoyi reakciyi zshivannya Transkripciya 3 splajs sajtu aktivuye perebudovu bilok bilkovih vzayemodij mizh U2AF65 ta CTD na bilok RNK vzayemodiyi sho zabezpechuye jogo rozpiznavannya Dali vidbuvayetsya poslidovne zbirannya splajsosomi odni mali yaderni RNK zamiyuyutsya na inshi rekrutuyutsya neobhidni bilkovi i RNK komponenti dlya katalizu reakcij splajsingu Poliadenilyuvannya ta terminaciya C kincevij domen bere uchast yak u procesah terminaciyi transkripciyi tak i 3 kincevoyi obrobki otrimanoyi RNK Signal terminaciyi transkripciyi ta poliadeniluvannya tak zvanij polyA signal skladayetsya z dvoh elementiv poslidovnosti konsensus AAUAAA i roztashovana v 20 nukleotidah nizhche vid nogo U abo G U zbagachena poslidovnist Pershij element upiznayetsya geterotetramernim bilkom CPSF cleavage polyadenylation specificity factor Tri iz chotiroh subodinic faktora ye komponentami bazalnogo faktora transkripciyi TFIID voni perenosyatsya na CTD pislya iniciaciyi i dali polimeraza nese yih na sobi doki voni ne zustrinut signal Drugij element polyA signalu vpiznayetsya faktorom rozrizannya RNK CstF Cleavage stimulation Factor Vzayemodiya oboh faktoriv z RNK ye kooperativnoyu voni pidsilyuyut zv yazuvannya odne odnogo Pislya pervinnogo vpiznannya polyA signalu poki RNK polimeraza II prodovzhuye sintez RNK za signalom do 1000 nukleotidiv do multibilkovogo kompleksu sho zbirayetsya na polyA signali doluchayutsya polyA polimeraza RAR she dva faktori rozrizannya Cleavage Factors CF 1 i 2 ta mozhlivo inshi bilki Zbirannya kompleksu stimulyuyetsya zv yazanim z kepom SVS a takozh splajsosomoyu na ostannomu introni splajsing ostannogo introna ta rozrizannya poliadeniluvannya RNK zdijsnyuyutsya odnochasno i stimulyuyut odne odnogo Zokrema bilok U2AF yakij znahoditsya na ostannomu introni vzayemodiye z RAR Priyednannya CF 1 i 2 pov yazuyut z Ser2P prote oskilki profil fosforilyuvannya drugogo zalishku serinu blizhche do kincya transkripciyi zbilshuyetsya pidozryuyut sho dodatkovim regulyuyuchim procesom ye defosforilyuvannya Tyr1P yakij u fosforilovanomu stani blokuye priyednannya faktoriv terminaciyi Takozh ChiP analiz prodemonstruvav pik dlya Thr4P modifikovanogo zalishku yakij zv yazuye Rtt103 Osnovnimi trigeram procesu terminaciyi vvazhayut rozrizannya ta poliadeniluvannya RNK sho aktivuye konformacijni zmini v polimeraznomu kompleksi i znizhennya sporidnenosti do DNK ta transkriptu Rol CTD v comu procesi narazi zalishayetsya malodoslidzhenoyu PosilannyaHarlen Kevin M Churchman L Stirling 2017 The code and beyond transcription regulation by the RNA polymerase II carboxy terminal domain Nature Reviews Molecular Cell Biology 18 4 263 273 doi 10 1038 nrm 2017 10 ISSN 1471 0072 West ML Corden JL 1995 Construction and analysis of yeast RNA polymerase II CTD deletion and substitution mutations Genetics 140 4 1223 1233 Morrill Summer A Exner Alexandra E Babokhov Michael Reinfeld Bradley I Fuchs Stephen M 2016 DNA Instability Maintains the Repeat Length of the Yeast RNA Polymerase II C terminal Domain Journal of Biological Chemistry 291 22 11540 11550 doi 10 1074 jbc M115 696252 ISSN 0021 9258 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Hsin J P Xiang K Manley J L 2014 Function and Control of RNA Polymerase II C Terminal Domain Phosphorylation in Vertebrate Transcription and RNA Processing Molecular and Cellular Biology 34 13 2488 2498 doi 10 1128 MCB 00181 14 ISSN 0270 7306 Sivolob A V Molekulyarna biologiya Kiyiv Vidavnicho poligrafichnij centr Kiyivskij universitet 2008 384 s Wong Koon Ho Jin Yi Struhl Kevin 2014 TFIIH Phosphorylation of the Pol II CTD Stimulates Mediator Dissociation from the Preinitiation Complex and Promoter Escape Molecular Cell 54 4 601 612 doi 10 1016 j molcel 2014 03 024 ISSN 1097 2765 Jeronimo Celia Bataille Alain R Robert Francois 2013 The Writers Readers and Functions of the RNA Polymerase II C Terminal Domain Code Chemical Reviews 113 11 8491 8522 doi 10 1021 cr4001397 ISSN 0009 2665 Adelman Karen Lis John T 2012 Promoter proximal pausing of RNA polymerase II emerging roles in metazoans Nature Reviews Genetics 13 10 720 731 doi 10 1038 nrg3293 ISSN 1471 0056 Jonkers Iris Kwak Hojoong Lis John T 2014 Genome wide dynamics of Pol II elongation and its interplay with promoter proximal pausing chromatin and exons eLife 3 doi 10 7554 eLife 02407 ISSN 2050 084X a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Sun Mai Lariviere Laurent Dengl Stefan Mayer Andreas Cramer Patrick 2010 A Tandem SH2 Domain in Transcription Elongation Factor Spt6 Binds the Phosphorylated RNA Polymerase II C terminal Repeat Domain CTD Journal of Biological Chemistry 285 53 41597 41603 doi 10 1074 jbc M110 144568 ISSN 0021 9258 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Venkatesh Swaminathan Workman Jerry L 2015 Histone exchange chromatin structure and the regulation of transcription Nature Reviews Molecular Cell Biology 16 3 178 189 doi 10 1038 nrm3941 ISSN 1471 0072 Bacon Curtis W D Orso Ivan 2018 CDK9 a signaling hub for transcriptional control Transcription 10 2 57 75 doi 10 1080 21541264 2018 1523668 ISSN 2154 1264 Lee J H Skalnik D G 2007 Wdr82 Is a C Terminal Domain Binding Protein That Recruits the Setd1A Histone H3 Lys4 Methyltransferase Complex to Transcription Start Sites of Transcribed Human Genes Molecular and Cellular Biology 28 2 609 618 doi 10 1128 MCB 01356 07 ISSN 0270 7306 Li Bing Howe LeAnn Anderson Scott Yates John R Workman Jerry L 2003 The Set2 Histone Methyltransferase Functions through the Phosphorylated Carboxyl terminal Domain of RNA Polymerase II Journal of Biological Chemistry 278 11 8897 8903 doi 10 1074 jbc M212134200 ISSN 0021 9258 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Govind Chhabi K Qiu Hongfang Ginsburg Daniel S Ruan Chun Hofmeyer Kimberly Hu Cuihua Swaminathan Venkatesh Workman Jerry L Li Bing Hinnebusch Alan G 2010 Phosphorylated Pol II CTD Recruits Multiple HDACs Including Rpd3C S for Methylation Dependent Deacetylation of ORF Nucleosomes Molecular Cell 39 2 234 246 doi 10 1016 j molcel 2010 07 003 ISSN 1097 2765 Lieb Jason D Drouin Simon Laramee Louise Jacques Pierre Etienne Forest Audrey Bergeron Maxime Robert Francois 2010 DSIF and RNA Polymerase II CTD Phosphorylation Coordinate the Recruitment of Rpd3S to Actively Transcribed Genes PLoS Genetics 6 10 e1001173 doi 10 1371 journal pgen 1001173 ISSN 1553 7404 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Ginsburg D S Govind C K Hinnebusch A G 2009 NuA4 Lysine Acetyltransferase Esa1 Is Targeted to Coding Regions and Stimulates Transcription Elongation with Gcn5 Molecular and Cellular Biology 29 24 6473 6487 doi 10 1128 MCB 01033 09 ISSN 0270 7306 Kouzine Fedor Levens David Baranello Laura 2014 DNA topology and transcription Nucleus 5 3 195 202 doi 10 4161 nucl 28909 ISSN 1949 1034

Дата публікації:
Топ