轉錄前起始複合體

轉錄前起始複合體（Transcription preinitiation complex，簡稱PIC）是真核生物與古菌細胞基因轉錄前由約100個蛋白質組成的複合體，真核生物轉錄mRNA的前起始複合體包括負責轉錄的RNA聚合酶Ⅱ、6種通用轉錄因子（TFIIA（英语：TFIIA）、TFIIB（英语：TFIIB）、TFIID（英语：TFIID）、TFIIE（英语：TFIIE）、TFIIF（英语：TFIIF）、TFIIH（英语：TFIIH））與其他輔助蛋白，組成過程中TFIID的TATA結合蛋白次單元首先在TFIIA的幫助下與DNA啟動子的TATA盒（或起始子元件（英语：initiator element）等其他元件）結合，接著TFIIB也會與啟動子上的BRE元件（TFIIB-recognition element）結合，D、A、B三者與啟動子結合組成的複合體可再吸引TFIIF和RNA聚合酶Ⅱ前來，隨後TFIIE、TFIIH再先後與複合體結合，後者結合DNA中的模板股，具解旋酶活性，可將啟動子區域的DNA雙股螺旋解開以形成轉錄泡，此外還具激酶活性，可將RNA聚合酶Ⅱ的C端結構域磷酸化以活化聚合酶開始轉錄。除了以上六種通用轉錄因子外，轉錄前起始複合體還包括中介體、染色質重塑酶（英语：Chromatin remodeling）、其他共同活化物（英语：Coactivator (genetics)）等調控蛋白，其中中介子與轉錄前起始複合體結合後，可與距離較遠的調控序列強化子結合以促進轉錄進行。古菌的轉錄前起始複合體與真核生物的類似，但較為簡化，僅需TATA結合蛋白、TFIIB（英语：Archaeal transcription factor B）與RNA聚合酶，且轉錄因子與DNA結合的方向和真核生物的可能為相反。 真核生物的轉錄起始後，聚合酶合成約10個鹼基的RNA時可能發生流产性起始（英语：abortive initiation），即聚合酶停止轉錄、將此10nt左右的RNA釋出，但仍與啟動子結合，隨後聚合酶成功脫離啟動子和轉錄前起始複合體（啟動子解離）才可繼續轉錄產生完整的mRNA（此過程中RNA聚合酶Ⅱ的C端結構域會被磷酸化），在此之前可能會發生數次的流产性起始。 RNA聚合酶I（英语：RNA polymerase I）（轉錄rRNA）與RNA聚合酶III（轉錄tRNA等小RNA）轉錄起始的機制則與RNA聚合酶II的不同。RNA聚合酶I轉錄前，UBTF先與起始位點上游100至200nt處的上游控制元件（UCE）結合，再與選擇因子I（英语：Selective factor 1）複合體（或稱TIF-IB）結合，促使上游控制元件與啟動子核心區域接觸，隨後RNA聚合酶I再與此複合體結合並開始轉錄；RNA聚合酶III的轉錄起始則仰賴位於起始位點下游的調控序列（internal control sequences），具體機制因轉錄小RNA的種類而異。 分子与细胞生物学主题 Lee TI, Young RA. Transcription of eukaryotic protein-coding genes. Annual Review of Genetics. 2000, 34: 77–137. PMID 11092823. doi:10.1146/annurev.genet.34.1.77.  Kornberg RD. The molecular basis of eukaryotic transcription. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. August 2007, 104 (32): 12955–61. Bibcode:2007PNAS..10412955K. PMC 1941834 . PMID 17670940. doi:10.1073/pnas.0704138104.  Ossipow V, Fonjaliaz P, Schibler U. An RNA Polymerase II Complex Containing All Essential Initiation Factors Binds to the Activation Domain of PAR Leucine Zipper Transcription Factor Thyroid Embryonic Factor. Mol Cell Biol. Feb 1999, 19 (2): 1242–50. PMC 116053 . PMID 9891058. doi:10.1128/mcb.19.2.1242.  Polymerase II. （原始内容存档于2004-10-18）.  Lee TI, Young RA. Transcription of eukaryotic protein-coding genes. Annu Rev Genet. 2000, 34: 77–137. PMID 11092823. doi:10.1146/annurev.genet.34.1.77.  Allen BL, Taatjes DJ. The Mediator complex: a central integrator of transcription. Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 2015, 16 (3): 155–66. PMC 4963239 . PMID 25693131. doi:10.1038/nrm3951.  Reeves WM, Hahn S. Activator-Independent Functions of the Yeast Mediator Sin4 Complex in Preinitiation Complex Formation and Transcription Reinitiation (PDF). Mol Cell Biol. Jan 2003, 23 (1): 349–58. PMC 140685 . PMID 12482986. doi:10.1128/MCB.23.1.349-358.2003. （原始内容 (PDF)存档于2011-07-13）.  Bell, SD; Jackson, SP. Transcription and translation in Archaea: a mosaic of eukaryal and bacterial features.. Trends in Microbiology. June 1998, 6 (6): 222–8. PMID 9675798. doi:10.1016/S0966-842X(98)01281-5.  Watson, James; Baker, Tania A.; Bell, Stephen P.; Gann, Alexander; Levine, Michael; Losik, Richard; Harrison, Stephen C. Molecular Biology of the Gene 7th. Benjamin-Cummings Publishing Company. 2014. ISBN 978-0-321-76243-6.  Dvir A. Promoter escape by RNA polymerase II. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Gene Structure and Expression. September 2002, 1577 (2): 208–223. PMID 12213653. doi:10.1016/S0167-4781(02)00453-0.  Goldman SR, Ebright RH, Nickels BE. Direct detection of abortive RNA transcripts in vivo. Science. 2009, 324 (5929): 927–8. Bibcode:2009Sci...324..927G. PMC 2718712 . PMID 19443781. doi:10.1126/science.1169237.  Jantzen, Hans-Michael; Admon, Arie; Bell, Stephen P.; Tjian, Robert. Nucleolar transcription factor hUBF contains a DNA-binding motif with homology to HMG proteins. Nature. 26 April 1990, 344 (6269): 830–836. Bibcode:1990Natur.344..830J. PMID 2330041. doi:10.1038/344830a0.  Grummt, Ingrid. Life on a planet of its own: regulation of RNA polymerase I transcription in the nucleolus. Genes & Development. 15 July 2003, 17 (14): 1691–1702 [16 December 2014]. PMID 12865296. doi:10.1101/gad.1098503R. （原始内容存档于2021-05-23）.  Han, Y; Yan, C; Fishbain, S; Ivanov, I; He, Y. Structural visualization of RNA polymerase III transcription machineries.. Cell Discovery. 2018, 4: 40. PMC 6066478 . PMID 30083386. doi:10.1038/s41421-018-0044-z.