Базальные факторы транскрипции для РНК-полимеразы II. Формирование белкового комплекса на промоторе.Факторы элонгации и терминации

Общие факторы транскрипции необходимы для инициации транскрипции на всех типах промоторов, они связываются с РНК-полимеразами, формируя комплекс, окружающий стартовую точку. Они же определяют сайт инициации и вместе с РНК-полимеразой составляют базовый транскрипционный аппарат.

Для РНК-полимеразы II (которая является наиболее изученной) выделено и очищено 7 общих факторов транскрипции TFII (А, В, D, Е, F, Н, J). Большинство из них состоят из нескольких полипептидных цепей. Вместе с РНК-полимеразой II они могут инициировать транскрипцию invitro. Комплекс РНК-полимеразы и общих факторов транскрипции может функционировать, но с низкой эффективностью.

Чтобы достичь необходимого уровня функционирования транскрипции уэукариот присутствует множество специфических факторов транскрипции, которые управляют процессом синтеза РНК исходя из потребностей клетки. Это регуляторные белки, необходимые для контроля процесса образования белкового комплекса на промоторе. Они должны обладать двумя важными свойствами. Во-первых, опознавать специфические последовательности-мишени, расположенные в энхансерах, промоторах и других регуляторных элементах гена. Во-вторых, связываться с другими компонентами транскрипционного комплекса после присоединения к ДНК.

Кроме того, в состав транскрипционного комплекса входят белки SRB (surepressorof RNA Pol II) (рис.32), которые связываются с большой субъединицей. РНК-полимеразы II и помогают разрушить нуклеосому и декомпактизировать молекулу ДНК. Также молекула полимеразы связана с группой белков семейства Swi/Snf (рис. 32), которые могут разрушать нуклеосомы.

Таким образом, в состав инициирующего комплекса транскрипции эукариот помимо РНК-полимеразы входит большоеколисество регуляторных белков.

Формирование комплекса на промоторной последовательности начинается с того, что фактор транскрипции TFIID связывается с ТАТА- доменом свей субъединицей TBP (TATA-bindingprotein). Эта небольшая молекула узнает ТАТА-последовательность и является мишенью для белков активаторов транскрипции. С ТВР связываются другие субъединицы TFIID, называемые TAF (TBP-associatedfactors). Комплекс TBP-TAF служит в качестве сайта связывания фактора TFIIB, который «привлекает» РНК-полимеразу II и делает возможным ее вхождение в комплекс, а также TFIIF и TFIIA, в результате чего формируется «минимальный комплекс инициации транскрипции». TFIIB связывает РНК- полимеразу и ТВР на промоторе, участвует в выборе точки инициации транскрипции, претерпевает конформационные изменения при действии белков активаторов или ингибиторов транскрипции. TFIIF состоит из 2-х субъединиц. Большая (58 кДа) имеет АТФ-зависимую хеликазную активность и может быть вовлечена в процесс плавления ДНК во время инициации, а также стимулирует элонгацию. Меньшая (26 кДа, гомолог а-частицы у РНК-полимеразы прокариот) плотно связывается с РНК-полимеразой II, предотвращая неспецифическую инициацию транскрипции.

Ключевым в процессе инициации транскрипции является присоединение факторов транскрипции TFIIH и TFIIE, а затем TFIIJ. Часть субъединиц TFIIE обладает хеликазной активностью, часть содержит Zn-связывающий домен; одна из субъединиц обладает протеинкиназной активностью, фосфорилируетPolII, это происходит в зоне длинного полипептидного «хвоста» (CTD, carboxyterminaldomain), в результате чего Pol II изменяет конформацию, становится готовой к транскрипции и освобождается от всех факторов транскрипции кроме TFIID.

В результате объединения общих факторов транскрипции и РНК- полимеразы II образуется комплекс иногда называемый транскриптосомой, в который входит до 50 белков.

Две другие ядерные РНК-полимеразы эукариот (I и III) также требуют для активирования набор общих факторов транскрипции. Точно установлено, что белки ТВР нужны для всех полимераз. Другие факторы отличаются от тех, которые были описаны для РНК-полимеразы II.

После сборки преинициаторный комплекс претерпевает изменения, необходимые для образования активного инициаторного комплекса. Конформационный переход в открытый комплекс сопровождается локальным плавлением двойной цепи ДНК между нуклеотидами в положении -10+3. Если присутствуют все 4 типа рибонуклеотидов, то может происходить инициация транскрипции, сопровождающаяся синтезом коротких 7-8 н.о. олигонуклеотидов, непрерывно освобождающихся из комплекса, если синтез РНК не может быть продолжен. Это явление получило название - абортивной транскрипции. Освобождение промотора от РНК-полимеразы II происходит при ее фосфорилированиипротеинкиназой из TFIIH.