[왓슨 분자생물학] 13장 전사기작 -3

 

 

13.3 진핵생물의 전사 (암기필요)

- 진핵생물은 RNA pol I, II, III 존재. 많은 전사인자 (GTF, 보편전사인자)가 필요

- DNA 포장이 잘 되어있어 풀기 어렵고, 매개복합체ㆍ결합조절단백질ㆍ염색질 변형효소가 필요하다.

- TPB : TATA Binding protein. 보편전사인자 불러모음

- TAF : TATA associated factor. TBP 연결인자

 

1. RNA pol II의 핵심 프로모터

- 약 40~60nt 로 구성. 핵심요소 존재 (BRE, TATA, Inr, DCE(하류), DPE(하류), MTE)

- BRE : TFIIB 인지요소

- 핵심 프로모터 외에도 조절서열을 가짐 → 조절서열은 프로모터 근접요소, 상류활성서열, 증폭자, 사일렌서, 경계요소, 절연인자 같은 억제요소들이 있다.

 

RNA polymerase II 에 의해 전사되는 핵심 프로모터

 

2. RNA pol II의 개시전 복합체 구성

- 보편전사인자들이 DNA에 RNA pol II 결합. DNA 풀림과 신장단계에 들어가도록 돕는다.

- 개시전 복합체 : 보편전사인자-RNA pol II-프로모터 복합체

TATA 요소에서 형성. TATA요소는 TFIID에 의해 인지됨 (TBP: TATA binding protein)

- TAF (TATA associate factor) : TBP 연결인자. TBP가 TATA와 결합하는 것을 매개

- (TATA-TAF-TBP-TFIIB) 이 형태에서 TBP가 TATA 서열을 형태변화시켜 다른 보편전사인자가 모이도록 한다 (TFIIA, TFIIB, RNA pol II-TFIIF, TFIIH)

- 개시전 복합체가 형성되면 프로모터 풀림이 발생 (원핵과는 반대로 진핵은 ATP 필요)

 

TBP+TATA+보편전사인자의 전사개시 기작

 

3. RNA pol II 꼬리의 인산화 (원핵에서는 필요 없는 단계)

- RNA pol II의 큰 소단위체는 C-말단도메인(CTD) 이라는 꼬리를 가진다.(인산화 발생 부위 포함)

- 인산기 첨가는 보편전사인자와 RNA pol II를 분리하게 한다.

- RNA pol II의 CTD 인산화 조절은 탈인산화 효소에 의해 제거되어 RNA pol II 재사용을 가능케 한다.

 

4. TBP와 다른 보편전사인자

- TBP는 TATA의 작은홈을 인지하여 DNA와 결합하여 구조를 변화시킨다.

- TBP는 10개 TAF와 결합하여 TAF 2개는 프로모터요소와 결합하고, 다른 TAF는 히스톤 단백질 DNA에 결합하고, 다른 TAF는 TBP가 DNA에 결합하는 것을 조절한다.

- TFIIF : TBP 다음에 개시전복합체에 결합하여 TBP와 RNA pol II를 연결.

풀린 DNA를 안정화하여 열린 복합체 형성을 돕는다.

RNA pol II와 결합하여 DNA-TBP-TFIIB 복합체를 안정화한다. TFIIE와 TFIIH를 부른다.

- TFIIE : TFIIH 결합과 TFIIH 조절에 관여

- TFIIH:➀ 개시전복합체가 열린 복합체로 전환되는 것을 조절

          ➁ 단백질 인산화효소와 함께 프로모터 풀림 및 이탈에 기여

          ➂ 다른 인자들과 함께 뉴클레오티드 잘못짝지음 수선에 관여

 

5. 전사개시에는 부수적 단백질이 필요 (역시나 뉴클레오솜 때문임)

- 활성인자 : 전사조절단백질. RNA pol II가 프로모터에 모이게 해 결합을 안정화

- 매개복합체 : 활성인자와 결합하여 DNA와 결합한 활성인자와 상호작용.

TFIIH의 CTD 인산효소를 조절하여 전사 개시를 돕는다

- 뉴클레오솜 변형인자 및 리모델링 인자들도 DNA 결합된 활성인자 및 조절 RNA에 의해 모집됨

 

개시전복합체 조합

 

6. RNA pol II 신장 및 RNA 교정 촉진 인자

- 전환과정 (개시→신장)에서 RNA pol II 와 다른 인자가 떨어져나가고 이 자리에 신장인자 (EF, elongation factor)와 RNA 가공에 필요한 인자들이 결합 → 이 과정의 효소들은 CTD로 모인다 (CTD 인산화 됐을 때만) → CTD 인산화는 개시인자들과 신장ㆍ가공에 필요한 인자들의 교환 유도

 

7. RNA 가공

- RNA 5' Capping, Splicing, 3' poly adenylation 순서대로 가공

- 7-메틸구아닌 5-5연결 : CTD-5번세린 인산화가 촉매 → 탈인산화되면 RNA 가공인자 방출

- splicing : CTD-2번세린 인산화가 splicing 가공인자와 결합하게 함 → 탈인산화되면 splicing 가공인자 방출

- 폴리아데닐화 : RNA 에 폴리아데닐화효소가 전달되어 RNA 절단 → 3‘말단에 폴리아데닌 첨가 → 5’-3’ RNA 가수분해효소가 RNA pol II에 남은 RNA 분해 → 전사종결

CTD 꼬리 인산화에 따라 전사 단계가 달라진다.

 

 

 

 

참고문헌 :  Watson. (2014). 왓슨 분자생물학(7판). (주)바이오사이언스출판