Terminador (xenética)

En xenética, un terminador de transcrición é unha sección dunha secuencia de ácido nucleico que marca o final dun xene ou operón no ADN xenómico durante a transcrición. Esta secuencia media a terminación da transcrición ao proporcionar sinais no ARNm que se está acabando de sintetizar que inician os procesos que liberan o ARNm do complexo transcricional. Entre estes procesos están a interacción directa da estrutura secundaria do ARNm co complexo e as actividades indirectas dos factores de terminación recrutados. A liberación do complexo de transcrición deixa libre a ARN polimerase e a maquinaria de transcrición relacionada para comezar a transcrición dun novo ARNm.

Terminadores en procariotasEditar

 
Esquema simpificado dos mecanismos da terminación transcricional procariótica. Na terminación independente de Rho, fórmase unha forquita terminadora no ARNm nacente que interacciona coa proteína NusA para estimular a liberación do transcrito do complexo da ARN polimerase (arriba). Na terminación dependente de Rho a proteína Rho únese ao sitio rut de augas arriba, translócase polo ARNm abaixo, e interacciona co complexo da ARN polimerase para estimular a liberación do transcrito (abaixo).

Nos xenomas procarióticos identificáronse dúas clases de terminadores de transcrición, os dependentes de Rho e os independentes de Rho. Estas secuencias amplamente distribuídas son as responsables dos seguintes procesos: (1) iniciar o final da transcrición despois de completarse a trascrición normal do xene ou operón, (2) mediar a terminación temperá dos transcritos como un modo de regulación (como o observado na atenuación transcricional), e para asegurar a terminación de complexos transcricionais fóra de control que conseguen casualmente escapar dos terminadores temperáns, o que evita un gasto de enerxía innecesario para a célula.

Terminadores dependentes de RhoEditar

Os terminadores de transcrición dependentes de Rho necesitan unha proteína chamada factor Rho, que ten actividade de ARN helicase, para distorsionar o complexo transcricional ARNm-ADN-ARN polimerase. Os terminadores dependentes de Rho atópanse en bacterias e fagos. Os terminadores dependentes de Rho sitúanse augas abaixo do codón de terminación da transcrición e constan dunha secuencia rica en citosina non estruturada no ARNm coñecida como sitio de utilización de Rho (rut), da cal non se identificou aínda a secuencia consenso, e un punto de parada da transcrición augas abaixo (tsp). O rut serve como un sitio cargador de ARNm e como un activador para Rho; a activación permite que Rho hidrolice eficientemente o ATP e transloque o ARNm avanzando polo xene mentres que mantén contacto co sitio rut. O factor Rho pode dar alcance á ARN polimerase, a cal está parada nos sitios tsp de augas abaixo.[1] O contacto entre Rho e o complexo da ARN polimerase estimula a disociación do complexo transcricional por medio dun mecanismo aínda pouco claro no que inflúen os efectos alostéricos de Rho sobre a ARN polimerase e a actividade de helicase de Rho.[2]

Terminadores independentes de rhoEditar

Os terminadores de transcrición intrínseca ou terminadores independentes de Rho requiren a formación dunha estrutura en forquita por auto-annealing)[3] no transcrito en elongación, o cal orixina a distorsión do complexo ternario ARNm-ADN-ARN polimerase. A secuencia terminadora contén unha rexión rica en GC de 20 pares de bases con simetría díade seguida por un curto tramo poli-T ou "tramo T" que se transcribe a ARN para formar a forquita terminadora, e un "tramo U" de 7-9 nucleótidos, respectivamente. Hipotetízase que o mecanismo de terminación ocorre por unha combinación de promoción directa da disociación por medio de efectos alostéricos das interaccións da unión da forquita coa ARN polimerase, e "cinética competitiva". A formación da forquita causa que a ARN polimerase quede parada e se desestabilice, o que fai que haxa unha maior probabilidade de que ocorra a disociación do complexo nesa localización debido ao aumento do tempo que pasa parada nese sitio e á reducida estabilidade do complexo.[4][5] Adicionalmente, a proteína de elongación factor NusA interacciona coa ARN polimerase e a estrutura en forquita para estimular a terminación transcricional.[6]

Terminadores en eucariotasEditar

Na transcrición eucariota dos ARNm, os sinais terminadores son recoñecidos por factores proteicos que están asociados coa ARN polimerase II e que inician o proceso de terminación. Unha vez que os sinais poli-A se transcriben a ARNm, as proteínas factor de especificidade de poliadenilación e clivaxe (CPSF) e factor de estimulación da clivaxe (CstF) transfírense desde o dominio carboxilo terminal da ARN polimerase II ao sinal poli-A. Estes dous factores recrutan despois outras proteínas ao sitio para clivar o transcrito, liberando o ARNm do complexo de transcrición, e engadindo unha cola dunhas 200 A ao extremo 3' do ARNm nun proceso chamado poliadenilación. Durante este proceso, a ARN polimerase continúa a transcribir durante varias quilobases e finalmente disóciase do ADN e do trasncrito augas abaixo por un mecanismo mal coñecido; hai dous modelos básicos para explicar este evento chamados modelo torpedo e modelo alostérico.[7]

Modelo torpedoEditar

Despois de que se completa a transcrición do ARNm, a febra residual de ARN permanece en asociación co ADN molde e a ARN polimerase II, e continúa a súa transcrición. O encima XRN2 (5'-3' exorribonuclease 2), que é unha RNase, únese ao dominio carboxilo terminal da ARN polimerase II e degrada o ARN residual sen carapucha de 5’ a 3’ ata que chega a onde está a ARN pol II. Denomínase carapucha 5' a unha guanina modificada engadida no extremo 5' do ARN como protección ante a RNase. Ademais, engádese unha cola poli(A) no extremo 3' como protección contra as exonucleases. Igual que na terminación dependente de Rho, a XRN2 inicia a disociación da ARN polimerase II ao empuxar a polimerase fóra do molde de ADN ou ao tirar do molde ata liberar a ARN polimerase.[8] Os detalles do mecanismo non se coñecen.

Modelo alostéricoEditar

A ARN polimerase normalmente pode transcribir ADN a un ARNm monocatenario de forma eficaz. Pero, ao transcribir sobre os sinais de poli-A no molde de ADN, indúcese un cambio conformacional na ARN polimerase debido á perda de proteínas asociadas que se propón que se produce desde o seu dominio carboxilo terminal. Este cambio de conformación reduce a procesividade da ARN polimerase, facendo que o encima sexa máis proclive a disociarse do seu substrato de ADN-ARN. Neste caso, a terminación non se completa pola degradación de ARNm senón que está mediada pola limitación da eficiencia da elongación da ARN polimerase e así increméntase a probabilidade de que a polimerase se disocie e remate o seu ciclo de transcrición.[7]

NotasEditar

  1. Richardson, J. P. (1996). "Rho-dependent Termination of Transcription Is Governed Primarily by the Upstream Rho Utilization (rut) Sequences of a Terminator". Journal of Biological Chemistry 271 (35): 21597–21603. ISSN 0021-9258. doi:10.1074/jbc.271.35.21597. 
  2. Ciampi, MS. (2006). "Rho-dependent terminators and transcription termination". Microbiology 152 (Pt 9): 2515–28. PMID 16946247. doi:10.1099/mic.0.28982-0. 
  3. Hai un apareamento de bases complementarias nese tramo do ARN, o que orixina a forquita.
  4. von Hippel, P. H. (1998). "An Integrated Model of the Transcription Complex in Elongation, Termination, and Editing". Science 281 (5377): 660–665. doi:10.1126/science.281.5377.660. 
  5. Gusarov, Ivan; Nudler, Evgeny (1999). "The Mechanism of Intrinsic Transcription Termination". Molecular Cell 3 (4): 495–504. ISSN 1097-2765. doi:10.1016/S1097-2765(00)80477-3. 
  6. Santangelo, TJ.; Artsimovitch, I. (2011). "Termination and antitermination: RNA polymerase runs a stop sign.". Nat Rev Microbiol 9 (5): 319–29. PMID 21478900. doi:10.1038/nrmicro2560. 
  7. 7,0 7,1 Watson, J. (2008). Molecular Biology of the Gene. Cold Spring Harbor Laboratory Press. pp. 410–411. ISBN 978-0-8053-9592-1. 
  8. Luo, W.; Bartley D. (2004). "A ribonucleolytic rat torpedoes RNA polymerase II". Cell 119: 911–914. PMID 15620350. 

Véxase taménEditar

Outros artigosEditar

Ligazón externaEditar