zum Directory-modus

Transkription bei Eukaryonten

RNA-Polymerase II

Die RNA-Polymerase katalysiert die Bildung der meisten eukaryontischen mRNAs und snRNAs und entspricht somit formal der RNA-Polymerase der Prokaryonten, die allerdings auch die tRNA und die rRNAs transkribieren kann. Die RNA-Polymerase der Hefe (Saccharomyces cerevisiae), ein Komplex aus 12 Polypeptiden, hat eine molekulare Masse von ca. 550.000 Da und interagiert mit zahlreichen Transkriptionsfaktoren.

Mouse
Abb.1
RNA-Polymerase II aus der Hefe (12 Untereinheiten)

PDB-Code: 1WCM

Initiation der Transkription

Die Transkription durch die Polymerase II startet an der TATA-Box, einer konservierten Sequenz, die im Promotorbereich des Gens ca. 30 Basenpaare stromaufwärts des eigentlichen Transkriptionsstarts lokalisiert ist. Vor der Transkription bildet sich an dieser Stelle der Präinitiationskomplex durch sukzessive Anlagerung der einzelnen Proteine:

  • zunächst bindet das TATA-Box-Bindeprotein (TBP) und der Transkriptionsfaktor TFIID
  • TFIIA bindet an die DNA und den Komplex aus TBP und TFIID
  • TFIIB lagert sich an
  • TFIIF und die RNA-Polymerase II binden. TFIIF hat dabei eine Funktion, die mit dem σ-Faktor der bakteriellen Polymerasen vergleichbar ist
  • TFIIH bindet, ein Komplex, der u.a. auch eine DNA-Helicase enthält, die die DNA lokal entwindet

Die Aktivität der Polymerase II kann durch viele Faktoren beeinflusst werden. So können beispielsweise negativ wirkende Transkriptionsregulatoren (Repressoren) die DNA im Promotor-Bereich binden und den Zusammenbau des Initiationskomplexes inhibieren. Ein weiterer Faktor ist die Struktur des Chromatins selbst, ebenso wie die Phosphorylierung von Untereinheiten der Polymerase durch Kinasen. Neben der TATA-Box wird die Transkription von weiteren, vor der TATA-Box gelegenen Sequenzen reguliert, die von verschiedenen weiteren Transkriptionsfaktoren (den Transkriptionsaktivatoren oder URF für upstream regulatory factors) gebunden werden können:

  • Die GC-Box (eine GC-reiche Region mit der Konsensus-Sequenz GGGCGG) liegt bei vielen Genen etwa 40 Nucleotide vor der Startstelle der Transkription.
  • Die CAAT-Box (mit der Konsensus-Sequenz GGCCAATCT) liegt oft etwa 70 Nucleotide vor der Startstelle der Transkription.
  • Die Oktamer-Box befindet sich noch weiter vor der Transkriptionsstartstelle.

Diese DNA-Elemente kommen oft in mehreren Kopien im Promotorbereich der jeweilige Gene vor.

Abb.2
Der Initiationskomplex der Polymerase II
modifiziert nach: Alberts et al. (2002), Molecular Biology of the Cell

Abbildung modifiziert nach: Alberts et al., Molecular Biology of the Cell.

Literatur

Alberts, B.; Bray, D.; Lewis et al., J. (2002): Molecular Biology of the Cell. , ISBN: 0-8153-4072-9
Seite 3 von 14