Кіріспе

ДНК РНК полимераза II (RNAP II және Pol II) – ДНК-ны мессенджер РНК (mRNA) және ең кіші ядролық РНК (snRNA) және микроРНК-ның прекурсорларына транскрипциялайтын көп ақуызды кешен. Бұл эукариоттық жасушалардың ядросында табылған үш РНК полимераза ферментінің бірі. Алғашқы зерттеулер ең болмағанда екі РНК полимераза бар екенін көрсетті: біреуі ядрошада рРНК-ны синтездейді, ал екіншісі ядроның бөлігі, бірақ ядрошадан тыс орналасқан нуклеоплазмада басқа РНК-ны синтездейді. Бұл ашылу DEAE жабылған Sephadex будандары арқылы иондық алмасу хроматографиясы қолданылу арқылы алынды. Бұл техника ферменттерді аммоний сульфатының концентрациясын арттыру арқылы І, ІІ, ІІІ ретімен элюциялау арқылы бөліп шығарды. Ферменттер элюциялау ретіне сәйкес РНК полимераза I, РНК полимераза II, РНК полимераза III деп аталды. РНК полимераза II (РНКП2) ерте ұзарту кезінде реттелген транскрипциялық тоқтауға ұшырайды. Әртүрлі зерттеулер транскрипция ұзартуының бұзылуы қатерлі ісік, нейродегенерация, ВИЧ латенттілігі және басқа да аурулармен байланысты екенін көрсетті.

Кіші бірліктер

Эукариотикалық ядролық РНК полимераза II алдымен транскрипциялық талдаулар арқылы тазартылды. Тазартылған фермент әдетте 10–12 кішібірліктерден (адамдарда және ашытқыда 12) тұрады және нақты промоторларды тануға қабілетсіз. Көптеген кішібірліктердің өзара әрекеттесуі белгілі. ДНК-бағытталған РНК полимераза II кішібірлігі RPB1 – адамдарда POLR2A генімен, ал ашытқыда RPO21 генімен кодталатын фермент. RPB1 – РНК полимераза II-нің ең үлкен кішібірлігі. Ол полимераза активтілігі үшін маңызды 52 гептапептидтік қайталанудан (YSPTSPS) тұратын карбоксильдік терминальдік доменді (CTD) қамтиды. CTD алғаш рет Торонто университетіндегі C.J. Ingles зертханасында және Johns Hopkins университетіндегі J.L. Corden зертханасында табылды. RPB1 кішібірлігі, бірнеше басқа полимераза кішібірліктерімен бірге, полимеразаның ДНК-ға байланысатын доменін құрайды, онда ДНК матрицасы РНК-ға транскрипцияланады. Ол RPB8-мен күшті өзара әрекеттеседі. RPB3 (POLR2C) – үшінші ең үлкен кішібірлік. POLR2J тағы бір полимераза кішібірлігімен бірге гетеродимер құрамында ядролық кішіжинақ құрайды. RPB3, RPB1 5, 7, 10–12 кішібірліктерімен күшті өзара әрекеттеседі. төртінші ең үлкен кішібірлік және стресске қарсы қорғау рөлін атқаруы мүмкін. RPB5 – адамдарда POLR2E генімен кодталады. Әр РНК полимераза II-де осы кішібірліктің екі молекуласы болады. RPB5, RPB1, RPB3 және RPB6 кішібірліктерімен күшті өзара әрекеттеседі. RPB7 – POLR2G генімен кодталған және полимераза функциясын реттеуде рөл атқаруы мүмкін. RPB7, RPB1 және RPB5 кішібірліктерімен күшті өзара әрекеттеседі. (RPB11 c). RPB12 – RPB3 кішібірлігімен де өзара әрекеттесетін RPB12 (POLR2K). RPB2 және RPB3 кішібірліктерінің субкомплексі кішібірліктер синтезінен кейін жақын уақытта пайда болады. Бактериялық РНК полимераза, РНК полимераза II-нің туысы, ДНК бойымен алға-артқа жылжу арқылы белсенді емес және белсенді күйлер арасында ауысады. [NTP]eq = 10 мкМ GTP, 10 мкМ UTP, 5 мкМ ATP және 2,5 мкМ CTP концентрациялары бактериялық РНҚП үшін орташа созу жылдамдығын, айналым санын ~1 жұп база (NTP)−1 құрайды, бұл РНК полимераза II-нің туысы. Бұл тоқтау, әсіресе нуклеосомаларда байқалады және полимеразаның транскрипциялық қабілетсіз кері күйге түсуі нәтижесінде пайда болады. Кезекпен, транскрипция жылдамдығы транскрипцияланған нуклеосомалардың гистондарының хроматиннен шығарылуына немесе транскрипциялайтын полимеразаның артына қайта енгізілуіне ықпал етеді.

Альфа-аманитин

РНК полимераза II α-аманитин және басқа аматоксиндермен тежеледі. α-Аманитин – көптеген саңырауқұлақтарда табиғатта кездесетін аса қауіпті улы зат.

Голофермент

РНК полимераза II голоферменті – тірі жасушаларда белок кодтайтын гендердің промоторларына тартылатын эукариоттық РНК полимераза II түрі. Set2 – гистон H3 лизин 36-ны метилатайды: Set2 КТД-мен тікелей байланысы арқылы транскрипцияның ұзартылуын реттеуге қатысады. (қызықты, маңызды емес мысал: Dot1*‡ – гистон H3 лизин 79-ны метилатайды.) Bre1 – гистон H2B лизин 123-ке убиквитин қосады. Алдын ала бастаумен байланысты және РНК Pol II байланысын қамтамасыз етеді.

С-терминалдық аймақ

RPB1-дің C-ұшы C-ұш доменін (CTD) құру үшін қосылады. РНК полимераза II-нің карбоксильдік терминалды домені әдетте Tyr Ser Pro Thr Ser Pro Ser тізбегінің 52 қайталануынан тұрады. Домен RNAPII ферментінің негізінен шығу арнасына дейін созылады, бұл орналасу "РНК өңдеу реакцияларын" РНК өңдеу механизмінің компоненттерімен тікелей немесе жанама әрекеттесу арқылы тудыруының нәтижесінде тиімді. CTD домені РНК полимераза I немесе РНК полимераза III-де кездеспейді. РНК полимеразаның CTD алғаш рет Торонто университетіндегі К. Дж. Ингелс зертханасында, сондай-ақ Джонс Хопкинс университетіндегі Дж. Корден зертханасында, РНК полимеразаның RPB1 суббірлігін кодтайтын ДНК тізбегін анықтау процесінде ашылған. Басқа белоктар полимераза активін белсендіру үшін РНК полимеразаның C-терминалды доменімен байланысады. Бұл транскрипцияны бастауға, РНК транскриптісін қаптауға және РНК-ны сплайсосомаға бекітуге қатысатын белок домені. Жасуша циклінің G1/G0 кезеңдерінде жасушалар белсенді транскрипцияланған аймақтардағы екі жіптің үзілуінде гомологиялық рекомбинация факторларын құрастырады. Транскрипция РНК-ға сүйенген гомологиялық рекомбинация арқылы ДНК-ның екі жіптің үзілуін жөндеуге байланысты болып көрінеді. Бұл жөндеу процесі РНК полимераза II белсенді транскрипциялаған гендердегі екі жіптің үзілуін тиімді және дәл қайта біріктіреді.