RNA Polimerase II

A RNA polymerase II (também chamada RNAP II e Pol II) é uma enzima encontrada nas células eucarióticas. Ela catalisa a transcrição do DNA para sintetizar precusores de mRNA e a maioria dos snRNA (pequeno RNA nuclear) e micro RNA. Um complexo de doze subunidades com 550 quilo-dáltons, a RNAP II é o tipo de RNA polimerase mais estudada. Uma extensa amplitude de fatores de transcrição é requerida para ela se ligar a seus promotores de começar a transcrição.

Estágios de Transcrição

No processo da transcrição (por qualquer polimerase) existem três estágios principais:

1. Iniciação: a construção do complexo RNA polimerase no promotor do gene com a ajuda de fatores de transcrição.

2. Alongamento: o ato da transcrição da maioria dos genes em uma sequência de RNA correspondente, altamente equilibrada por vários métodos.

3. Terminação: a cessação da transcrição do RNA e a dispersão do complexo da RNA polimerase.


Devido à amplitude de genes que a Pol II transcreve esta é a polimerase que sofre a maior regulação, por uma gama de fatores, em cada estágio da transcrição. Ela também é uma das mais complexas em termos de co-fatores de polimerase envolvidos.


Iniciação

O complexo de pré-iniciação (PIC): a construção do complexo da polimerase no promotor. O box TATA é um exemplo bem estudado de um elemento promotor. Ele está conservado em muitos (embora não todos) os modelos eucariotos e é encontrado em uma fração dos promotores nesses organismos. A sequência TATA está localizada em aproximadamente 25 nucleotídeos antes do Ponto de Iniciação da Transcrição (TSP). Em adição, existem também algumas características fracamente conservadas incluindo o Elemento de reconhecimento por TFIIB (BRE), aproximadamente cinco nucleotídeos anteriores e cinco nucleotídos posteriores ao box TATA.

Ordem de Fixação dos GTFs

A seguir está a ordem na qual os GTFs (fatores gerais de transcrição) se fixam:

1. A TBP (proteína de ligação a TATA) e um complexo de TAFs (fatores associados a TBP) fixados, coletivamente conhecidos como TFIID (fator de transcrição para polimerase II D), ligam-se ao box TATA.

2. O TFIIA (três sub-unidades) liga-se a TFIID e AP DNA, estabilizando as primeiras interações.

3. O TFIIB liga-se entre o TFIID e ao local da ligação da Pol II no futuro próximo. O TFIIB liga-se com parcial especificidade à sequência, com alguma preferência por BRE.

4. O TFIIF (duas sub-unidades, RAP30 e RAP74, mostrando alguma similaridade com os fatores sigma das bactérias) e a Pol II entram juntos no complexo. O TFIIF ajuda a acelerar o processo de polimerização.

5. O TFIIE entra no complexo, e ajuda a abrir e fechar a estrutura de tipo ‘Jaw’ da Pol II, a qual permite o movimento fita de DNA abaixo. Os TFIIE e TFIIH entram concomitantemente.

6. Finalmente TFIIH e TFIIJ estão juntos no complexo. O TFIIH é um grande complexo protéico que contém entre outros o complexo CDK7/cinase ciclina H e uma helicase de DNA. O TFIIH tem três funções: ele se liga especificamente à fita molde para assegurar que a fita correta de DNA seja transcrita e funde-se ou se solta do DNA (dependentemente de ATP) para separar as duas fitas usando sua atividade de Helicase. Ele tem uma atividade de cinase que fosforila o domínio C terminal (CTD) da Pol II no aminoácido serina. Isso estimula a RNA polimerase a começar a produção de RNA, o que marca o final da iniciação e o início do alongamento. Finalmente, isso é essencial para o Reparo de Excisão de Nucleotído (NER) no DNA danificado. Os TFIIH e TFIIE interagem fortemente um com o outro. O TFIIE afeta a atividade catalítica do TFIIH. Sem TFIIE, o TFIIH não se solta do promotor.

7. O mediador então envolve todos os fatores de transcrição e a Pol II. O mediador interage com intensificadores, áreas muito distantes (acima ou abaixo) que ajudam a regular a transcrição.


Regulação da Iniciação

A iniciação é regulada por muitos mecanismos. Esses podem ser separados em duas categorias principais:

1. Interferência protéica;
2.Regulação por fosforilação.

Regulação por Interferência Protéica

A interferência protéica é o processo em que algumas proteínas sinalizadoras interagem, tanto com o promotor ou algum estágio do complexo parcialmente construído, para impedir a continuação da construção do complexo da polimerase, então impedindo a iniciação. Essa é geralmente uma resposta muito rápida e é usada par o nível final, controle individual de genes e para processos em ‘cascata’ para um grupo de genes úteis sob condições específicas (por exemplo os genes de reparo DNA ou genes de choque de calor).


A inibição da estrutura da cromatina é o processo em que o promotor está escondido pela estrutura da cromatina. A estrutura da cromatina é controlada pela modificação pós-tradução das histonas envolvidas e conduz a níveis volumosos de altos ou baixos níveis de transcrição.

Esses métodos de controle podem estar combinados em um método modular, permitindo especificidade muito alta no controle da iniciação da transcrição.

http://www.biosolutions.info/2010/01/rna-polymerase-ii.html