Структура РНК-полімерази ІІ

РНК-полімераза ІІ, яка відповідає за синтез мРНК, складаєтьсяз 12 субодиниць (рис. 1). Найбільша субодиниця (гомолог субодиниці β'-прокаріотичної полімерази) формує, зокрема, активний центр, структура і найближче оточення якого є практично ідентичними таким бактеріальної полімерази.

Відповідно, ідентичними є й механізми елонгації синтезу РНК. На рис. 6.2 показано структуру оточення активного центру на різних стадіях елонгаційного циклу: вхід NTP через вторинний канал; зв'язування NTP з матрицею та його фіксація в активному центрі завдяки двом іонам Mg²⁺, які утримуються трьома залишками Asp; каталіз реакції приєднання нуклеотиду до 3′-кінця транскрипту; транслокація полімерази на один нуклеотид уздовж матриці, унаслідок чого система здатна вступити в новий цикл елонгації.

Під час елонгації, так само як і для бактеріальної полімерази, за умови нестабільності РНК-ДНК-гібрида на 3′-кінці можливий зворотний рух полімерази з виходом 3′-кінця транскрипту у вторинний канал. У цьому випадку взаємодія з фактором транскрипції TFIIS (Transcription Factor S of RNA-polymerase II, аналог бактеріальних факторів GreA/B) індукує нуклеазну активність, яка забезпечує редагування помилок при транскрипції.

Рис. 1. Структура елонгаційного комплексу РНК-полімерази ІІ (1R9T).

Особливістю РНК-полімерази ІІ (характерною тільки для цієї полімерази) є наявність у найбільшої субодиниці С-кінцевого домену – CTD (CTerminal Domain). CTD – це довгий невпорядкований хвіст (не показаний на рис. 1), амінокислотна послідовність якого є гептапептидом Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser, що тандемно повторюється 52 рази. Три залишки Ser у складі гептапептиду є субстратами фосфорилювання / дефосфорилювання для специфічних кіназ і фосфатаз. CTD, який відходить від полімерази поблизу від каналу виходу мРНК, є платформою для зв’язування численних білків, спорідненість яких залежить від патерна фосфорилювання. Зокрема, CTD відіграє ключову роль у перемиканні між ініціацією та елонгацією транскрипції (див. нижче) та у збиранні елементів системи процесингу мРНК під час елонгації.

Рис. 2. Стадії елонгаційного циклу РНК-полімерази ІІ:(а) – вхід NTP до активного центру (1R9T); (б) – впізнання матриці та зв’язування NTP (1R9S); (в) – претранслокаційний стан після приєднання нуклеотиду до транскрипту (1I6H); (г) – посттранслокаційний стан (1SFO).

Для ініціації транскрипції є необхідним збирання на промоторі преініціаторного комплексу (PIC – PreInitiation Complex) за участю принаймні 12-субодиничної РНК-полімерази ІІ та шести базальних (загальних) факторів транскрипції TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH.