Коэффициент завершения
В молекулярной биологии фактор терминации представляет собой белок , который опосредует прекращение транскрипции РНК , распознавая терминатор транскрипции и вызывая высвобождение вновь созданной мРНК . Это часть процесса, который регулирует транскрипцию РНК для сохранения целостности экспрессии генов и присутствует как у эукариот , так и у прокариот , хотя этот процесс у бактерий более широко изучен. [ 1 ] Наиболее широко изученным и детализированным фактором терминации транскрипции является белок Rho (ρ) E. coli . [ 2 ]
Прокариотический
[ редактировать ]Прокариоты используют один тип РНК-полимеразы, транскрибируя мРНК, кодирующие более одного типа белка. Транскрипция, трансляция и деградация мРНК происходят одновременно. Терминация транскрипции необходима для определения границ транскрипционных единиц — функция, необходимая для поддержания целостности цепей и обеспечения контроля качества. Терминация в E. coli может быть Rho-зависимой с использованием Rho-фактора или Rho-независимой, также известной как внутренняя терминация . Хотя большинство оперонов в ДНК являются Rho-независимыми, Rho-зависимая терминация также важна для поддержания правильной транскрипции. [ 1 ]
коэффициент ρ Белок Rho представляет собой РНК-транслоказу, которая распознает богатую цитозином область удлиняющейся мРНК, но точные особенности распознаваемых последовательностей и то, как происходит расщепление, остаются неизвестными. Rho образует кольцевой гексамер и продвигается вдоль мРНК, гидролизуя АТФ в сторону РНК-полимеразы (от 5’ до 3’ по отношению к мРНК). [ 3 ] [ 4 ] Когда белок Rho достигает комплекса РНК-полимеразы , транскрипция завершается диссоциацией РНК-полимеразы от ДНК . Структура и активность белка Rho аналогичны F 1 субъединице АТФ-синтазы , что подтверждает теорию о том, что эти два белка имеют эволюционную связь. [ 4 ]
Rho-фактор широко присутствует в различных бактериальных последовательностях и отвечает за генетическую полярность E. coli. Он работает как датчик статуса трансляции, подавляя непродуктивную транскрипцию. [ 5 ] подавление антисмысловой транскрипции и разрешение конфликтов, возникающих между транскрипцией и репликацией. [ 6 ] Процесс терминации фактором Rho регулируется механизмами аттенуации и антитерминации , конкурирующими с факторами элонгации за перекрывающиеся сайты утилизации ( колеи и орехи ), и зависит от того, насколько быстро Rho может двигаться во время транскрипции, чтобы догнать РНК-полимеразу и активировать ее. процесс прекращения. [ 7 ]
Ингибирование Rho-зависимой терминации бицикломицином используется для лечения бактериальных инфекций. Использование этого механизма наряду с другими классами антибиотиков изучается как способ борьбы с устойчивостью к антибиотикам путем подавления защитных факторов транскрипции РНК и одновременного взаимодействия с другими ингибиторами экспрессии генов, такими как тетрациклин или рифампицин . [ 8 ]
Эукариотический
[ редактировать ]Процесс терминации транскрипции менее изучен у эукариот, у которых имеется обширный посттранскрипционный процессинг РНК, и каждый из трех типов эукариотической РНК-полимеразы имеет различную систему терминации.
В РНК-полимеразе I , факторе терминации транскрипции, РНК-полимераза I связывается ниже кодирующих областей пре-рРНК, вызывая диссоциацию РНК-полимеразы от матрицы и высвобождение новой цепи РНК.
В РНК-полимеразе II терминация происходит посредством комплекса полиаденилирования/расщепления. 3'-хвост на конце цепи связан с сайтом полиаденилирования , но цепь продолжает кодировать. Вновь синтезированные рибонуклеотиды удаляются по одному факторами расщепления CSTF и CPSF в процессе, который до сих пор полностью не изучен. Оставшаяся часть цепи отделяется 5'-экзонуклеазой, когда транскрипция завершается.
РНК-полимераза III завершает работу после ряда остатков полимеризации урацила в транскрибируемой мРНК. [ 1 ] В отличие от бактерий и полимеразы I, шпилька терминирующей РНК должна располагаться выше, чтобы обеспечить правильное расщепление. [ 9 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Лодиш Х., Берк А., Зипурски С.Л. и др. (2000). Молекулярно-клеточная биология, 4-е издание . Нью-Йорк: WH Freeman.
- ^ Будвиллен М., Фигероа-Босси Н., Босси Л. (апрель 2013 г.). «Терминатор все еще движется вперед: расширяется роль фактора Ро». Современное мнение в микробиологии . 16 (2): 118–24. дои : 10.1016/j.mib.2012.12.003 . ПМИД 23347833 .
- ^ Ричардсон Дж. П. (июль 2003 г.). «Загрузка Rho для прекращения транскрипции» . Клетка . 114 (2): 157–9. дои : 10.1016/s0092-8674(03)00554-3 . ПМИД 12887917 .
- ^ Перейти обратно: а б Бреннан К.А., Домброски А.Дж., Платт Т. (март 1987 г.). «Фактор терминации транскрипции ро представляет собой геликазу РНК-ДНК». Клетка . 48 (6): 945–52. дои : 10.1016/0092-8674(87)90703-3 . ПМИД 3030561 . S2CID 42011370 .
- ^ Робертс Дж.В. (апрель 2019 г.). «Механизмы терминации бактериальной транскрипции». Журнал молекулярной биологии . 431 (20): 4030–4039. дои : 10.1016/j.jmb.2019.04.003 . ПМИД 30978344 .
- ^ Кринер М.А., Севостьянова А, Гройсман Е.А. (август 2016 г.). «Учимся у лидеров: регуляция генов с помощью фактора терминации транскрипции Rho» . Тенденции биохимических наук . 41 (8): 690–699. дои : 10.1016/j.tibs.2016.05.012 . ПМК 4967001 . ПМИД 27325240 .
- ^ Кайюм М.З., Дей Д., Сен Р. (апрель 2016 г.). «Фактор элонгации транскрипции NusA является общим антагонистом Rho-зависимого терминирования в Escherichia coli» . Журнал биологической химии . 291 (15): 8090–108. дои : 10.1074/jbc.M115.701268 . ПМЦ 4825012 . ПМИД 26872975 .
- ^ Малик М., Ли Л., Чжао X, Кернс Р.Дж., Бергер Дж.М., Дрлица К. (декабрь 2014 г.). «Смертельная синергия с участием бицикломицина: подход к возрождению старых антибиотиков» . Журнал антимикробной химиотерапии . 69 (12): 3227–35. дои : 10.1093/jac/dku285 . ПМЦ 4228776 . ПМИД 25085655 .
- ^ Нильсен С., Юзенкова Ю., Зенкин Н. (июнь 2013 г.). «Механизм терминации транскрипции эукариотической РНК-полимеразы III» . Наука . 340 (6140): 1577–80. Бибкод : 2013Sci...340.1577N . дои : 10.1126/science.1237934 . ПМК 3760304 . ПМИД 23812715 .