Terminador (xenética)

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.

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 procariotas[editar | editar a fonte]

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 Rho[editar | editar a fonte]

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 rho[editar | editar a fonte]

Os terminadores de transcrición intrínseca ou terminadores independentes de Rho requiren a formación dunha estrutura en forquita por auto-aliñamento (self-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 díada 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 eucariotas[editar | editar a fonte]

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 torpedo[editar | editar a fonte]

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 alostérico[editar | editar a fonte]

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]

Notas[editar | editar a fonte]

  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. DOI:10.1074/jbc.271.35.21597. ISSN 00219258.
  2. Ciampi, MS. (Sep 2006). "Rho-dependent terminators and transcription termination". Microbiology 152 (Pt 9): 2515–28. DOI:10.1099/mic.0.28982-0. PMID 16946247.
  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. DOI:10.1016/S1097-2765(00)80477-3. ISSN 10972765.
  6. Santangelo, TJ.; Artsimovitch, I. (May 2011). "Termination and antitermination: RNA polymerase runs a stop sign.". Nat Rev Microbiol 9 (5): 319–29. DOI:10.1038/nrmicro2560. PMID 21478900.
  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 tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Ligazón externa[editar | editar a fonte]