RNA-polymeras II

Kurs: Basvetenskap 6

Vad är det?

• Enzym i eukaryota celler som transkriberar proteinkodande gener till messenger-RNA (mRNA) samt de flesta små kärn-RNA och mikro-RNA.
• Ett komplex av 12 subenheter som utgör navet i genuttryck och därmed i all cellulär reglering.
• Skiljs från RNA-polymeras I (transkriberar rRNA i nukleolen) och RNA-polymeras III (tRNA och 5S rRNA).

Funktion och mekanism

• Binder promotorn tillsammans med generella transkriptionsfaktorer (TFIID med TATA-bindande protein, TFIIA, TFIIB, TFIIE, TFIIF, TFIIH) och bildar preinitieringskomplexet.
• TFIIH har helikasaktivitet som smälter upp DNA och kinasaktivitet som fosforylerar polymerasets C-terminala domän (CTD).
• CTD består av upprepade heptapeptider (YSPTSPS) vars fosforyleringsmönster fungerar som en “kod” som rekryterar faktorer för capping, splitsning och polyadenylering.
• Transkriptionen sker i faserna initiering, promotorfrigörelse, elongering och terminering, med pausning strax efter start som viktig regleringspunkt.

Reglering

• Enhancers och silencers påverkar aktiviteten via transkriptionsfaktorer och Mediatorkomplexet.
• Kromatinstruktur, histonacetylering och DNA-metylering avgör tillgängligheten till promotorn.
• Signalvägar från cellytan (t.ex. NF-kappaB, STAT, glukokortikoidreceptorn) konvergerar på RNA-polymeras II-medierad transkription.

Klinisk och farmakologisk relevans

• Alfa-amanitin från vit flugsvamp (Amanita phalloides) binder RNA-polymeras II med hög affinitet och blockerar translokation längs DNA — ger transkriptionsstopp, hepatocytnekros och akut leversvikt. Detta är mekanismen bakom dödlig svampförgiftning.
• Rifampicin hämmar det bakteriella RNA-polymeraset men INTE det eukaryota — grunden för läkemedlets selektiva toxicitet vid tuberkulos; resistens uppkommer via mutationer i rpoB.
• Aktinomycin D interkalerar i DNA och hämmar all transkription; används som cytostatikum.
• Flavopiridol och andra CDK9-hämmare blockerar CTD-fosforylering och studeras som cancerläkemedel.
• Virus utnyttjar värdens RNA-polymeras II: hepatit B-virus, herpesvirus och influensavirus (som “cap-snatchar” från värdens mRNA), medan hepatit D-virus är unikt genom att låta RNA-polymeras II transkribera sitt RNA-genom.

Klinisk pärla

Vid misstänkt förgiftning med vit flugsvamp är patienten ofta symtomfri i 6–24 timmar innan gastroenteriten kommer, och därefter följer ett bedrägligt lugn innan leversvikten. Alfa-amanitinets angreppspunkt — RNA-polymeras II — förklarar både latensen och att just leverceller med hög proteinsyntes drabbas hårdast.

Tenta-fokus

Kunna trippeln: RNA-polymeras I = rRNA, II = mRNA (hämmas av alfa-amanitin), III = tRNA. Rifampicin hämmar bakteriellt RNA-polymeras, inte det eukaryota — därför fungerar det som antibiotikum.

Kopplingar

• Transkription — processen enzymet utför
• mRNA — produkten
• Alfa-amanitin — specifik hämmare och toxikologiskt exempel
• Rifampicin — hämmare av den bakteriella motsvarigheten
• Transkriptionsfaktor — reglerande proteiner
• Genuttryck — den övergripande process enzymet styr