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染色質與轉錄的關系

閱讀:825發布時間:2014-12-3

    細胞中RNA聚合酶Ⅱ的基因轉錄的起始是由許多蛋白質調控的。TFIID是*個結合到基因啟動子的通用轉錄因子。TFIID作為轉錄激活輔助因子與轉錄激活因子相互作用,并識別表觀遺傳標記,引發起始復合物前提的形成。TFIID是個分力量為百萬道爾頓的多聚蛋白復合物,由TATA-box結合蛋白即TBP以及13個TBP結合因子即TAFs組成。

    盡管TFIID具有至關重要的作用,然而TFIID的詳細結構和組裝機制尚不清楚。組蛋白折疊結構域普遍存在于TAFS中;人們也發現組蛋白四聚體和八聚體結構存在于TFIID 中;近來人們也揭示了果蠅TFIID功能核心亞結構組成的子集:TAFS(TAF4,TAF5,TAF6,TAF9和TAF12)。目前,這些核心亞基被認為是全息TFIID中一式兩份,相反,TBP和其他TAFS,則是一個單一的副本,描述了TFIID組裝過程中從對稱與不對稱的過渡。

    此項研究,利用低溫電子顯微鏡,向人們展示了在11.6  Å分辨率下人類TFIID 的結構。此結構揭示了2倍體對稱交錯結構,具有明顯的突起,包含之前發現的TAFS保守結構特征,包括*結構。

經過進一步的研究證實,TAF8-TAF10復合物的結合破壞了核心TFIID原有的對稱結構,由此,研究小組提出產生的非對稱結構作為功能支架,通過吸收余下一份TAFS和TBP,并使全息TFIID 組裝成核。

   RNA聚合酶II(Pol II)是三大RNA聚合酶之一,存在于基因轉錄裝置的核心位置,編碼蛋白質基因的轉錄受到RNA聚合酶的調控。RNA聚合酶解開DNA雙鏈,沿著一條鏈移動。在移動過程中,它們一邊“解讀”DNA鏈上的核苷,一邊合成一條相應的RNA鏈。由Pol II組成的RNA是信使RNA(mRNA),它們將合成蛋白質的指令傳給核糖體。

雖然這一酶的結構已經被測定,但是其中的一些關鍵問題還沒有搞清楚,而且其中一些轉錄因子的動力學進程,科學家們了解得也并不多。

這一動畫揭示了轉錄過程中的一些開放性問題,也為分子生物學等研究領域的教學提供了一個有效的工具。

    關于RNA聚合酶的研究其實意義頗為重要,也吸引了不少科學家深入探索,比如近期來自馬普研究院的研究人員就針對其中的一種作用成分:P-TEFb酶展開了研究。

    染色體是由長鏈DNA通過周圍蛋白節點:核小體包裝壓縮而成的,當DNA被壓縮時,這一區域的基因就被關閉了。一些CRC——去組裝CRC(disassembly CRCs)在某些細胞進程中能作為馬達,解開DNA鏈區域,使得這些基因激活,還有另一種類型稱為組裝CRC(assembly CRCs),則作用相反,在這一細胞進程完成后,能將DNA鏈重新包裝起來。這種解開-再包裝的重復循環過程貫穿了細胞整個生命周期。

    這項研究聚焦于組裝CRC。CRC馬達的側面總是有一個‘開關’能抑制其活性,除非遇到一個可以定位在核小體上的標記序列。這個標記翻轉了這個抑制開關,從而CRC能令DNA鏈沿著核小體圍繞彎曲,促進基因表達,沉默基因,這一研究結果改變未來研究的方向,即要想了解CRC如何被調控的,不是要去找CRC馬達本身,而是要去找馬達兩側的一種‘開關’。


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