Nucleosomal fluctuations govern the transcription dynamics of RNA polymerase II.
Nucleosomal fluctuations govern the transcription dynamics of RNA polymerase II.
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DOI：
10.1126/science.1172926
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发表时间：
2009-07-31
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Bustamante C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hodges C;Bintu L;Lubkowska L;Kashlev M;Bustamante C
RNA聚合酶II（Pol II）必须克服核小体在转录延伸过程中施加的障碍。我们已经开发了一种光镊分析，以跟踪单个Pol II复合物，因为它们转录核小体DNA。我们的研究结果表明，核小体的行为作为一个波动的障碍，局部增加暂停密度，减慢暂停恢复，并降低了表观无停顿速度的波尔II。聚合酶不是主动地将DNA从组蛋白中分离出来，而是作为一个棘轮来纠正核小体的波动。我们还获得了直接的证据表明，通过核小体转录涉及核心组蛋白的转录聚合酶后面通过一个短暂的DNA环的转移。聚合酶动力学和核小体波动之间的相互作用为真核生物转录调控提供了物理基础。
RNA polymerase II (Pol II) must overcome the barriers imposed by nucleosomes during transcription elongation. We have developed an optical tweezers assay to follow individual Pol II complexes as they transcribe nucleosomal DNA. Our results indicate that the nucleosome behaves as a fluctuating barrier that locally increases pause density, slows pause recovery, and reduces the apparent pause-free velocity of Pol II. The polymerase, rather than actively separating DNA from histones, functions instead as a ratchet that rectifies nucleosomal fluctuations. We also obtain direct evidence that transcription through a nucleosome involves transfer of the core histones behind the transcribing polymerase via a transient DNA loop. The interplay between polymerase dynamics and nucleosome fluctuations provides a physical basis for regulation of eukaryotic transcription.
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